Việc thực hiện các chuyển động vật lý một cách hài hòa sẽ thay đổi động lực hoạt động của bộ não con người một cách có thể đo lường được. Một thí nghiệm do các nhà khoa học tại Đại học Colorado ở Boulder tiến hành đã tiết lộ rằng sự đồng bộ hóa cơ thể giữa hai người tạo ra sự kết nối thần kinh trực tiếp. Nghiên cứu đã sử dụng thiết bị hình ảnh tiên tiến để lập bản đồ mạng lưới thần kinh của các cặp cá nhân trong khi thực hiện vũ đạo. Dữ liệu cho thấy tâm trí và cơ thể hoạt động một cách tích hợp trong quá trình gắng sức chung.
Khám phá này cung cấp cơ sở sinh học cho các hiện tượng kết nối xã hội được quan sát thấy trong các hoạt động tập thể trong suốt lịch sử. Các nhà nghiên cứu đã xác định rằng sự phối hợp vận động đòi hỏi mức độ xử lý của não vượt quá khả năng kiểm soát các chi của từng cá nhân. Nghiên cứu thiết lập các thông số mới để hiểu sự đồng cảm về thể chất và mở ra con đường phát triển các phương pháp trị liệu tập trung vào phục hồi chức năng thần kinh. Lập bản đồ chi tiết các khu vực được kích hoạt xác nhận tính phức tạp của hệ thống vận động của con người.
Phương pháp áp dụng để lập bản đồ hoạt động của não
Nhóm nghiên cứu đã tuyển dụng các chuyên gia có kinh nghiệm trước đây về khiêu vũ để đảm bảo độ chính xác khi thực hiện các nhiệm vụ vận động. Trong các buổi thử nghiệm, hai người tham gia được đặt cạnh nhau trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát. Các nhà khoa học đã sử dụng các thiết bị chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng để ghi lại những biến động trong hoạt động của não trong thời gian thực. Trọng tâm chính của việc giám sát là vào các lĩnh vực chịu trách nhiệm về khả năng nhận biết quyền sở hữu. Khả năng này cho phép cá nhân cảm nhận được vị trí chính xác của cơ thể họ trong không gian mà không cần kích thích thị giác trực tiếp.
Thiết kế thử nghiệm bao gồm việc thành lập một nhóm kiểm soát để xác nhận các kết quả nghiên cứu chính. Một số tình nguyện viên được hướng dẫn thực hiện các động tác hoàn toàn không đồng bộ với đối tác bên cạnh họ. Bước này rất cần thiết để cô lập các biến nghiên cứu. So sánh các cặp phối hợp với các cặp không hài hòa cho phép các nhà khoa học xác định các mẫu điện xuất hiện duy nhất trong quá trình đồng bộ hóa thực sự. Sự tương phản trong các cuộc kiểm tra hình ảnh cho thấy sự thay đổi trong hoạt động của mạng lưới thần kinh.
Các khu vực của hệ thần kinh bị ảnh hưởng bởi sự phối hợp
Phân tích quét MRI cho thấy sự hài hòa về hành vi gây ra phản ứng đồng thời trong một số cấu trúc não:
- Vỏ não vận động sơ cấp và thứ cấp ghi lại các kiểu kích hoạt điện giống hệt nhau.
- Các khu vực dành riêng cho việc tích hợp cảm biến và vận động cho thấy mức độ gắn kết thần kinh cao.
- Các khu vực xử lý nhận thức không gian của cơ thể vật lý biểu hiện hoạt động kết hợp liên tục.
- Các mạch hệ thống limbic chịu trách nhiệm xử lý cảm xúc trở nên đồng điệu.
- Mức độ kết nối não tăng tỷ lệ thuận với độ phức tạp của vũ đạo được yêu cầu.
Cường độ của kết nối thần kinh thể hiện sự thay đổi trực tiếp liên quan đến mức độ khó của các trình tự được thực hiện. Các bước đơn giản đã tạo ra sự kết nối cơ bản giữa các bán cầu não của người tham gia. Khi nhóm nghiên cứu giới thiệu các động tác đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật cao, biểu đồ tính thời gian ghi nhận mức tăng đột biến đáng kể. Bộ não con người đòi hỏi nỗ lực xử lý lớn hơn nhiều để duy trì nhịp điệu chung khi đối mặt với các nhiệm vụ vận động đầy thử thách.
Dữ liệu thu được cũng chỉ ra rằng trạng thái liên kết thần kinh không biến mất vào đúng thời điểm âm nhạc dừng lại. Màn hình cho thấy não duy trì mô hình đồng bộ trong một khoảng thời gian có thể đo lường được sau khi ngừng hoạt động thể chất. Sự tồn tại dai dẳng của hiệu ứng còn sót lại này cho thấy việc thực hành này để lại dấu vết tạm thời trong mạng lưới điện của não. Mức độ quen biết trước đó giữa các bạn nhảy cũng ảnh hưởng đến sức mạnh kết nối được ghi lại bởi máy móc.
Mối quan hệ với tế bào thần kinh gương và sự tiến hóa xã hội
Các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm hội tụ với các lý thuyết khoa học đã được xác lập về hoạt động của các tế bào thần kinh gương. Những tế bào thần kinh này phát ra các xung điện khi một người thực hiện một hành động và khi họ quan sát bên thứ ba thực hiện cùng một cử chỉ. Thói quen khiêu vũ chung gây ra sự kích hoạt lớn và liên tục của hệ thống phản chiếu này. Khả năng con người phát triển sự đồng cảm và bắt chước các hành vi trực tiếp phụ thuộc vào hiệu quả của các mạch cụ thể này.
Tâm lý xã hội đã ghi nhận trong nhiều thập kỷ rằng phong trào phối hợp đóng vai trò như một biện pháp giảm bớt sự gây hấn một cách tự nhiên và thúc đẩy sự hợp tác. Bản đồ não hiện cung cấp bằng chứng vật lý và sinh học cho những quan sát hành vi này. Hiện tượng tương tự đã được ghi nhận trong các nghiên cứu tập trung vào âm nhạc thần kinh. Người chơi bass và tay trống chơi cùng nhau trong một ban nhạc thể hiện sự đồng bộ hóa thời gian trong các vùng não xử lý nhịp điệu. Nghiên cứu với các vũ công chứng minh rằng chuyển động thể chất toàn diện thậm chí còn tạo ra một liên kết thần kinh toàn diện hơn.
Các nghi lễ truyền thống và nghi lễ văn hóa đã sử dụng chuyển động nhịp nhàng để đoàn kết cộng đồng kể từ buổi bình minh của nền văn minh. Các cuộc tuần hành quân sự, các buổi thuyết trình trên sân khấu và các điệu nhảy của bộ lạc tạo ra trải nghiệm tập thể mãnh liệt dựa trên sự lặp lại của các cử chỉ. Bộ máy sinh học của con người nhanh chóng thích nghi với nhịp điệu do nhóm xung quanh áp đặt. Cơ chế được xác định tại trường đại học Mỹ giải thích cảm giác thân thuộc của các cá nhân tham gia vào các sự kiện phối hợp lớn.
Ứng dụng lâm sàng và hướng nghiên cứu trong tương lai
Việc phát hiện ra khớp nối não mang lại những triển vọng thực tế cho y học hiện đại, đặc biệt là trong lĩnh vực phục hồi chức năng vận động. Các chương trình vật lý trị liệu có thể kết hợp các bài tập vận động phối hợp để tăng tốc độ hồi phục cho bệnh nhân. Những người bị đột quỵ phải đối mặt với những khó khăn tột cùng trong việc thiết lập lại các kết nối thần kinh đã bị mất. Thực hiện các động tác đồng bộ với bác sĩ trị liệu có thể kích thích các vùng não bị tổn thương hiệu quả hơn so với việc chỉ tập thể dục.
Hiểu được động lực đồng bộ hóa cũng giúp các nhà nghiên cứu nghiên cứu các giới hạn của tính dẻo thần kinh. Khả năng tổ chức lại mạng lưới của chính nó là nguyên tắc cơ bản của việc học vận động. Việc đào tạo phối hợp có khả năng tối ưu hóa cách các vận động viên và nghệ sĩ thành tích cao tiếp thu các kỹ thuật phức tạp. Chia sẻ tải xử lý thần kinh trong hoạt động của đối tác có thể tạo điều kiện thuận lợi cho hệ thần kinh trung ương ghi nhớ các kiểu chuyển động mới.
Nghiên cứu thiết lập một phương pháp mới để quan sát các tương tác vật lý của con người trong một môi trường được kiểm soát. Các nhà khoa học có kế hoạch tiến hành các thử nghiệm bổ sung để xem liệu khán giả xem một buổi biểu diễn khiêu vũ có trải nghiệm ở mức độ nào đó của sự kết nối thần kinh này hay không. Dữ liệu hiện tại xác nhận sự biến đổi vật lý xảy ra trong hộp não trong quá trình gắng sức thể chất đồng bộ. Sinh học con người thể hiện khả năng bẩm sinh trong việc kết nối các hệ thống thần kinh khác nhau thông qua ngôn ngữ chuyển động của cơ thể.
