Sóng não dạng xoáy: Đáp án cho khả năng tự tổ chức trong vài giây của bộ não

Khi bạn bước đi trong một hành lang mờ tối và suy nghĩ xem nên ăn gì cho bữa sáng, bộ não chỉ mất vài giây để định vị không gian, truy xuất thông tin từ bộ nhớ và đánh giá mức năng lượng của cơ thể. Điều đáng chú ý là các kết nối sinh học giữa các tế bào thần kinh (neuron) thường mất nhiều ngày hoặc nhiều tháng để thay đổi cấu trúc vật lý. Vậy làm thế nào bộ não có thể điều chỉnh hành vi và tổ chức lại thông tin nhanh chóng đến vậy? Câu trả lời nằm ở các làn sóng điện não động, chuyển động liên tục qua các vùng vỏ não. [1]

Trước đây, các tín hiệu điện này thường được coi như "tiếng động cơ" phát ra khi các tế bào thần kinh hoạt động. Tuy nhiên, hàng loạt phát hiện công bố trong năm 2026 cho thấy sóng điện não sở hữu những hình dáng phức tạp như vòi rồng hay gợn sóng nước. Chúng chính là hạ tầng điều phối linh hoạt, giúp bộ não chuyển đổi trạng thái tư duy và xử lý thông tin theo thời gian thực. [1]

Vượt qua góc nhìn truyền thống về sóng điện não

Từ những năm 1920, khoa học đã sử dụng phương pháp ghi điện não đồ (EEG) ngoài da đầu để đo lường các nhịp điệu điện từ như sóng alpha, beta, gamma hay theta. Tuy nhiên, việc đo tín hiệu qua lớp xương sọ làm giảm đáng kể độ chi tiết của dữ liệu thu được. Các phép đo đơn lẻ từng khiến nhà khoa học hình dung sóng não chỉ là những dao động phẳng đơn điệu, di chuyển lên xuống hoặc truyền thẳng đơn giản. [1]

Để ghi lại bức tranh chính xác hơn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp đo điện não nội sọ trên những bệnh nhân động kinh nặng. Với khoảng 100 điện cực được đặt trực tiếp bên trong vỏ não để xác định vị trí ổ co giật, đội ngũ nghiên cứu có thể thu thập dữ liệu có độ phân giải cao cả về không gian lẫn thời gian trong lúc bệnh nhân thực hiện các bài kiểm tra tư duy. [1]

Những dạng xoáy ốc và điểm hội tụ trong vỏ não

Một nghiên cứu công bố tháng 4 năm 2026 trên tạp chí Nature Communications bởi Joshua Jacobs và Anup Das từ Đại học Chicago đã mở ra góc nhìn hoàn toàn mới. Khi phân tích nhóm điện cực ở khoảng cách thích hợp, họ phát hiện ra hai dạng sóng chuyển động hoàn toàn mới ở người đang tỉnh táo. [1]

Dạng thứ nhất là sóng đồng tâm, tỏa ra từ một vùng vỏ não giống như gợn sóng khi thả hòn đá xuống mặt hồ, hoặc thu gom về một điểm hội tụ. Dạng thứ hai là sóng xoay tròn hình xoáy ốc, di chuyển theo hoặc ngược chiều kim đồng hồ tương tự một cơn bão. Nhà toán học sinh học Bard Ermentrout giải thích rằng các sóng phẳng quan sát được trước đây có thể chỉ là phần rìa ngoài của một cơn xoáy lớn; nếu chỉ đứng ở một vị trí, người ta chỉ cảm nhận được gió thổi một hướng mà không biết cả hệ thống đang xoay tròn. [1]

Điều hướng thông tin theo từng tác vụ tư duy

Dạng hình học của sóng não có sự liên hệ chặt chẽ với bản chất của nhiệm vụ mà bộ não đang xử lý. Trong thí nghiệm năm 2026 của Jacobs và Das, khi người tham gia thực hiện bài kiểm tra ghi nhớ từ ngữ đơn giản, sóng não thường hiển thị cấu trúc phẳng hoặc di chuyển thẳng. Nhưng khi chuyển sang bài kiểm tra không gian phức tạp — yêu cầu di chuyển trong môi trường ảo và nhớ vị trí đồ vật — các sóng xoáy dạng xoắn ốc xuất hiện với tần suất cao hơn rõ rệt. [1]

Ý tưởng về việc sóng não dẫn truyền thông tin từng được làm rõ trong nghiên cứu năm 2024 trên Nature Human Behavior của Jacobs và Uma Mohan. Khi con người quan sát và ghi nhớ, thông tin đi từ võng mạc ở mắt về vỏ não thị giác phía sau, rồi được sóng não đẩy ngược về phía trước tới vỏ não trán trước. Ngược lại, khi nhớ lại một ký ức, sóng não lại di chuyển theo hướng từ trước ra sau. Việc thay đổi hướng và dạng sóng giúp não bộ lập tức chuyển đổi giữa chế độ mã hóa thông tin mới và truy xuất ký ức sẵn có. [1]

Cơ sở sinh học và khả năng dự báo của bộ não

Sự tồn tại của các sóng dạng xoáy không phải là hiện tượng ngẫu nhiên. Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Science vào tháng 6 năm 2026 của Zhiwen Ye và Nicholas Steinmetz đã ghi nhận các sóng xoay tròn tương tự trong não chuột. Điểm đặc biệt là các sóng này đối xứng và đồng bộ giữa hai bán cầu não. Tại vỏ não cảm giác vận động, các sợi trục thần kinh thực sự được nối với nhau theo cấu trúc vòng xoắn ốc, tạo nên mạng lưới phần cứng nâng đỡ cho các cơn bão điện này. [1]

Bên cạnh đó, bài tổng quan trên tạp chí Neuron tháng 9 năm 2026 của Lyle Muller và John Reynolds chỉ ra rằng sóng di chuyển ở vỏ não thị giác hỗ trợ bộ não dự đoán thông tin cảm giác sắp tới. Bằng cách kết hợp trải nghiệm vừa xảy ra với dữ liệu hiện tại, các mẫu sóng liên tục biến đổi giúp bộ não đưa ra tiên đoán ngắn hạn về những gì sắp xuất hiện xung quanh. [1]

Hạ tầng linh hoạt cho tư duy thời gian thực

Nhà khoa học thần kinh nhận thức Earl K. Miller tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nhận định rằng, mạng lưới kết nối cố định giữa các neuron giống như thông tin lưu trữ lâu dài, còn các làn sóng điện chính là sự biểu hiện của tư duy khi xử lý thông tin. Các sóng điện làm thay đổi điện thế tại các điểm tiếp hợp thần kinh (synapse), đưa các neuron vào trạng thái sẵn sàng phát tín hiệu hoặc ức chế chúng. [1]

Mặc dù vẫn có quan điểm như của nhà thần kinh học György Buzsáki cho rằng sóng điện chỉ là hiệu ứng phụ phát sinh từ hoạt động của các điểm tiếp hợp, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy sóng não chính là cơ chế tự tổ chức cấp thiết. Nhờ lớp điện từ động này, bộ não không cần đợi hàng tuần để thay đổi dây thần kinh vật lý mà vẫn có thể phản ứng, ghi nhớ và ra quyết định chỉ trong vài phần nghìn giây. [1]