mục lục
Lời mời đọc
Lời tác giả
PHẦN 1
1. Những kỷ niệm cá nhân và nghiên cứu sinh học
về sự lưu giữ ký ức
2. Tuổi thơ tại Vienna
3. Một nền giáo dục Mỹ
PHẦN 2
4. Từng tế bào một!
5. Ngôn ngữ của tế bào thần kinh
6. Cuộc trò chuyện giữa các tế bào thần kinh
7. Hệ thống thần kinh vừa đơn giản vừa phức tạp
8. Các loại trí nhớ khác nhau, các vùng não khác nhau
9. Tìm kiếm một hệ thống lý tưởng để nghiên cứu trí nhớ
10. Những tương đồng thần kinh trong quá trình học tập
PHẦN 3
11. Củng cố kết nối synap
12. Một trung tâm cho sinh học thần kinh và hành vi
13. Học tập thậm chí có thể thay đổi
một hành vi đơn giản
14. Trải nghiệm làm thay đổi synap
15. Cơ sở sinh học của tính cá thể
16. Các phân tử và trí nhớ ngắn hạn
17. Trí nhớ dài hạn
18. Các gen liên quan đến trí nhớ
19. Cuộc trò chuyện giữa gen và synap
PHẦN 4
20. Quay trở lại trí nhớ phức tạp
21. Synap cũng lưu giữ những kỷ niệm quý báu nhất của chúng ta
22. Hình ảnh thế giới bên ngoài của bộ não
23. Chú ý! Chú ý!
PHẦN 5
24. Viên thuốc tròn nhỏ
25. Chuột, người và những bệnh tâm thần
26. Một hướng đi mới trong điều trị các bệnh lý tâm thần
27. Sinh học và sự phục hưng tư tưởng của phân tâm học
28. Ý thức
PHẦN 6
29. Khám phá lại Vienna qua Stockholm
30. Học hỏi từ ký ức – những triển vọng
Những tác phẩm khác của Eric Kandel
Người ta thường hỏi tôi: “Chương trình đào tạo tâm thần đã đem lại cho ông những gì? Nó có giúp ích cho sự nghiệp của một nhà khoa học thần kinh như ông không?”
Tôi luôn ngạc nhiên trước những câu hỏi như vậy, bởi vì đối với tôi, rõ ràng là chương trình đào tạo tâm thần và mối quan tâm của tôi với phân tâm học có liên kết chặt chẽ với cốt lõi tư duy khoa học của tôi. Chúng đã mang đến cho tôi một quan điểm về hành vi, và quan điểm đó đã ảnh hưởng gần như mọi phương diện nghiên cứu của tôi. Nếu tôi bảo lưu chương trình học nội trú và đến Pháp sớm hơn để dành nhiều thời gian làm việc trong phòng thí nghiệm về sinh học phân tử thì có lẽ, tôi đã nghiên cứu cơ sở sinh học phân tử của điều hòa gen trong não vào thời điểm sớm hơn một chút trong sự nghiệp của mình. Thế nhưng, những ý tưởng bao trùm hơn đã ảnh hưởng đến công việc của tôi và thôi thúc sự quan tâm của tôi đối với trí nhớ vô thức và có ý thức, những ý tưởng ấy xuất phát từ một tầm nhìn về tâm trí mà tâm thần và phân tâm học đã mở ra cho tôi. Vì thế, sự nghiệp đầu tiên của tôi với tư cách là một nhà phân tâm học đầy hoài bão chẳng hề lãng phí, mà đúng hơn, nó là nền tảng vững chắc của tất cả những thành tựu mà tôi đã đạt được kể từ đó.
Các sinh viên y khoa mới tốt nghiệp muốn làm nghiên cứu thường hỏi tôi liệu họ nên đăng ký các môn học cơ bản hay nên đi vào nghiên cứu ngay. Tôi luôn thúc giục họ hãy vào một phòng thí nghiệm tốt. Rõ ràng, việc học các môn cơ bản là quan trọng – tôi vẫn tiếp tục đăng ký các môn học trong suốt những năm tôi ở Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia, và giờ tôi vẫn luôn học hỏi từ các buổi chuyên đề và hội thảo, từ các đồng nghiệp của tôi, và cả từ các sinh viên nữa. Nhưng đọc tài liệu khoa học về những thí nghiệm liên quan tới chính bạn thì thú vị hơn và ý nghĩa hơn là đọc những tài liệu khoa học đầy trừu tượng.
Ít có điều gì thú vị và kích thích trí tưởng tượng hơn việc khám phá ra một điều gì đó mới mẻ, dù phát hiện đó khiêm tốn tới đâu. Một khám phá mới cho phép người ta lần đầu tiên nhìn thấy một phần bản chất – một mảnh nhỏ của câu đố về cách thức hoạt động của một điều gì đó. Khi tôi dấn thân vào một vấn đề nào đó, tôi thấy việc có được một tầm nhìn toàn diện, học hỏi quan điểm của các nhà khoa học đi trước là cực kỳ hữu ích. Tôi không chỉ muốn biết những hướng suy nghĩ nào là hiệu quả mà còn muốn hiểu rõ những hướng khác bất cập ở đâu và vì sao lại bất cập. Vì thế, tôi bị ảnh hưởng rất nhiều bởi tâm lý học của Freud và bởi những nhà khoa học khác làm việc trong lĩnh vực học tập và trí nhớ như James, Thorndike, Pavlov, Skinner và Ulric Neisser. Suy nghĩ của họ, thậm chí cả những sai lầm nữa, đã cung cấp một nền tảng văn hóa phong phú tuyệt vời cho công việc của tôi sau này.
Tôi cũng nghĩ rằng điều quan trọng là phải mạnh dạn giải quyết những vấn đề khó khăn, đặc biệt là những vấn đề mà ban đầu có vẻ lộn xộn và rối rắm. Người ta không nên sợ hãi khi thử một điều gì đó mới mẻ, như chuyển từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác, hoặc làm việc ở ranh giới của nhiều chuyên ngành khác nhau, vì chính ở ranh giới đó có một số vấn đề thú vị nhất. Các nhà khoa học đang làm việc thì không ngừng học hỏi những điều mới mẻ và không bị chùn bước trước một lĩnh vực không quen thuộc. Họ theo đuổi mối quan tâm của mình một cách bản năng và tự trang bị cho mình những kiến thức khoa học cần thiết khi họ phải dấn thân vào đó. Chẳng điều gì kích thích tự học hơn làm việc trong một lĩnh vực mới. Tôi đã không có sự chuẩn bị hữu ích nào cho khoa học trước khi tôi bắt đầu với Grundfest và Purpura, tôi biết rất ít về hóa sinh khi hợp tác với Jimmy Schwartz, và tôi chẳng biết gì về sinh học phân tử khi Richard Axel và tôi bắt đầu làm việc cùng nhau. Trong mỗi trường hợp, thử một điều gì đó mới đều dẫn tới lo lắng nhưng đồng thời cũng rất phấn khích. Thà mất vài năm thử làm điều gì đó mới mẻ và căn bản, hơn là thực hiện những thí nghiệm thường quy mà mọi người đang làm và những người khác có thể làm tốt như (nếu không muốn nói là hơn) bạn.
Tôi nghĩ rằng điều quan trọng hơn cả là phải xác định được vấn đề hoặc các vấn đề có liên quan đến nhau trong một lộ trình dài hạn. Tôi đã thật may mắn khi ngay từ đầu sự nghiệp của mình đã va phải một vấn đề thú vị về hồi hải mã và trí nhớ, và sau đó dứt khoát chuyển sang nghiên cứu quá trình học tập ở một loài vật đơn giản. Cả hai đều có mức độ ảnh hưởng và chiều sâu tri thức, giúp tôi vượt qua được rất nhiều lần thí nghiệm thất bại và cả những nỗi thất vọng nữa.
Vì thế, tôi đã không trải qua cảm giác khó chịu mà một số đồng nghiệp của tôi gặp phải khi ở tuổi trung niên – họ cảm thấy nhàm chán với lĩnh vực khoa học đang làm và muốn chuyển sang làm những thứ khác. Tôi đã tham gia nhiều hoạt động học thuật không dựa trên nghiên cứu, như viết sách, phục vụ trong các ủy ban học thuật tại Columbia và quốc gia, và tham gia thành lập các công ty về công nghệ sinh học. Nhưng tôi chưa bao giờ làm những việc này bởi vì tôi chán làm khoa học. Richard Axel từng nói về giá trị củng cố của dữ liệu – là việc tung hứng với những khám phá mới mẻ và thú vị trong tâm trí – như một chứng nghiện vậy. Trừ phi nhìn thấy những dữ liệu mới xuất hiện, bằng không, anh ấy sẽ trở nên chán nản, một cảm giác mà rất nhiều người trong chúng ta cũng có.
Mặc dù rất hạnh phúc, nhưng một sự nghiệp nghiên cứu khoa học thực sự không hề dễ dàng. Trong suốt sự nghiệp, tôi đã trải qua rất nhiều khoảnh khắc vui sướng tột độ, những hoạt động hằng ngày như tiếp thêm sinh lực về mặt trí tuệ một cách tuyệt vời. Nhưng niềm vui của khoa học là khám phá những vùng đất rất ít được biết đến. Giống như bất kỳ ai mạo hiểm vào những vùng đất mới, có những thời điểm tôi cảm thấy cô đơn, hoài nghi và chẳng thấy có một lối mòn quen thuộc nào để đi. Mỗi khi tôi cất bước vào một chặng đường mới thì đều có người là bạn bè xã hội hay những đồng nghiệp khoa học khuyên tôi không nên làm điều đó dù họ xuất phát từ thiện ý. Tôi phải sớm học cách làm quen với những bất an và tin tưởng vào đánh giá của mình về những vấn đề then chốt.
Chẳng phải chỉ mình tôi từng trải qua điều này. Hầu hết các nhà khoa học đã cố gắng theo đuổi những hướng đi dù chỉ hơi mới mẻ trong quá trình nghiên cứu, với tất cả những khó khăn và thất vọng mà con đường này mang lại, đều kể cùng một câu chuyện về những lời khuyên can họ đừng nên mạo hiểm. Nhưng với hầu hết chúng ta, những lời cảnh báo đừng tiến về phía trước chỉ khơi gợi nên tinh thần phiêu lưu mà thôi.
Quyết định về sự nghiệp khó khăn nhất trong cuộc đời của tôi là rời bỏ cuộc sống đảm bảo của một bác sĩ tâm thần để chuyển sang lĩnh vực nghiên cứu còn nhiều mông lung. Mặc dù thực tế là tôi đã được đào tạo rất bài bản để trở thành một bác sĩ tâm thần và tôi thấy vui khi làm việc với bệnh nhân, nhưng vào năm 1965, tôi đã quyết định, với sự động viên của Denise, cống hiến toàn bộ thời gian của mình cho khoa học. Với tinh thần lạc quan, sau khi đã quyết định xong xuôi, Denise và tôi đã có một kì nghỉ ngắn ngày. Nhận lời mời của người bạn tốt, Henry Nunberg, chúng tôi đã dành vài ngày tại nhà bố mẹ của anh ấy ở Yorktown Heights, New York. Bấy giờ, Henry đang làm bác sĩ nội trú tâm thần ở bệnh viện của tôi, Trung tâm Sức khỏe Tâm thần Massachusetts. Denise và tôi biết khá rõ về bố mẹ của anh ấy.
Bố của Henry, Herman Nunberg, là một nhà phân tâm học xuất sắc và là một giáo viên có tầm ảnh hưởng, đã viết những cuốn sách mà tôi vô cùng ngưỡng mộ bởi sự rõ ràng của nó. Ông có mối quan tâm sâu rộng, mặc dù có phần giáo điều, về nhiều khía cạnh của phân tâm học. Trong bữa ăn tối đầu tiên, tôi đã hào hứng vạch ra kế hoạch sự nghiệp mới của mình qua nghiên cứu Aplysia. Herman Nunberg nhìn tôi đầy ngạc nhiên và nói nhỏ: “Chú cảm thấy dường như sự nghiệp phân tâm học của cháu không được thành công trọn vẹn lắm, dường như cháu chưa bao giờ thực sự giải quyết được hoàn toàn sự chuyển hướng của chính mình.”
Tôi thấy rằng lời nhận xét đó vừa hài hước và vừa có phần không phù hợp, và nó điển hình cho rất nhiều nhà phân tâm học Mỹ thập niên 1960, đơn giản là họ không hiểu rằng việc quan tâm tới khoa học thần kinh không nhất thiết phải bỏ phân tâm học sang một bên. Nếu hôm nay Herman Nunberg còn sống thì sẽ gần như không thể hiểu được tại sao ông lại có thể buông một lời nhận xét như vậy về một nhà tâm thần định hướng theo phân tâm học nhưng lại chuyển sang khoa học thần kinh.
Chuyện này cứ thỉnh thoảng lại gợi lên trong suốt 20 năm sự nghiệp của tôi. Năm 1986, khi Morton Reiser nghỉ hưu với tư cách là chủ nhiệm khoa tâm thần ở Đại học Yale, ông đã mời rất nhiều đồng nghiệp, trong đó có tôi, đến nói chuyện trong một buổi hội thảo được tổ chức để vinh danh ông ấy. Một trong những khách mời là người đồng nghiệp thân thiết của Reiser, Marshall Edelson. Ông là giáo sư tâm lý học nổi tiếng, là chủ nhiệm phòng giáo dục và nghiên cứu y khoa của khoa tâm thần tại Yale. Trong bài trình bày, Edelson đã nói rằng những nỗ lực để liên kết lý thuyết phân tâm học với cơ sở sinh học thần kinh, hay cố gắng phát triển những ý tưởng về cách điều hòa các quá trình tinh thần khác nhau bởi các hệ thống khác nhau của bộ não, đã thể hiện một sự nhầm lẫn sâu sắc về mặt logic. Ông ấy cho rằng tâm trí và cơ thể phải được xử lý một cách riêng biệt. Chúng ta không thể tìm ra mối liên hệ nhân quả giữa chúng. Các nhà khoa học rồi sẽ đi đến kết luận rằng sự khác biệt giữa tâm trí và cơ thể không phải là một trở ngại tạm thời cho phương pháp luận bởi sự yếu kém trong những cách tư duy hiện tại của chúng ta, mà đúng hơn nó là rào cản tuyệt đối về khái niệm, logic mà không có sự tiến bộ nào trong tương lai có thể vượt qua.
[…]
Quan điểm của Edelson và phán xét của Herman Nunberg đều là những thái cực mang tính cá nhân, nhưng ngạc nhiên thay nó lại đại diện cho suy nghĩ của rất nhiều nhà phân tâm học cách đây không lâu. Tính phiến diện của những quan điểm như vậy, đặc biệt là việc không đặt phân tâm học trong một bối cảnh rộng lớn hơn của khoa học thần kinh, đã cản trở sự phát triển của phân tâm học trong thời kỳ hoàng kim gần đây của sinh học. Nghĩ lại thì có lẽ không phải Nunberg, hay thậm chí cả Edelson, nghĩ rằng tâm trí và não bộ là riêng biệt; đúng hơn là có thể họ không biết cách nào tìm ra sợi dây liên kết giữa chúng.
Kể từ thập niên 1980, chúng ta ngày càng nhìn rõ sợi dây liên kết ấy. Vì thế, tâm thần học đã đảm nhận một vai trò mới. Nó trở thành tác nhân kích thích tư tưởng sinh học hiện đại đồng thời cũng hưởng lợi từ điều đó. Vài năm gần đây, tôi đã thấy có sự quan tâm đáng kể của cộng đồng các nhà tâm lý học đối với sinh học về tâm trí. Giờ đây, chúng ta hiểu rằng mỗi trạng thái của tinh thần là một trạng thái của não và mỗi bệnh lý tâm thần là một bệnh lý về chức năng của não. Do đó, các phương pháp điều trị sẽ hiệu quả khi chúng ta làm thay đổi cấu trúc và chức năng não.
Tôi đã vấp phải một kiểu phản ứng tiêu cực khác khi chuyển hướng nghiên cứu từ hồi hải mã ở não của động vật có vú sang nghiên cứu những dạng học tập đơn giản ở sên biển. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học có một niềm tin mạnh mẽ rằng nghiên cứu trên bộ não của động vật có vú thì hoàn toàn khác so với bộ não của những động vật có xương sống bậc thấp như cá hay ếch và phức tạp hơn vô cùng so với hệ thống thần kinh của động vật không xương sống. Việc Hodgkin, Huxley và Katz cung cấp một nền tảng để nghiên cứu hệ thống thần kinh khi nghiên cứu những sợi trục khổng lồ của mực và synap thần kinh-cơ ở ếch được những tín đồ của động vật có vú coi là một ngoại lệ. Họ thừa nhận rằng tất cả tế bào thần kinh đều giống nhau, nhưng mạng lưới thần kinh và hành vi thì rất khác nhau giữa động vật có và không có xương sống. Sự phân biệt này vẫn kéo dài cho tới khi sinh học phân tử bắt đầu cho thấy có sự duy trì đáng kinh ngạc của gen và protein trong quá trình tiến hóa.
Cuối cùng, các cuộc tranh luận vẫn tiếp tục về việc liệu có bất cứ cơ chế phân tử và tế bào nào của học tập và trí nhớ được làm sáng tỏ bởi các nghiên cứu trên động vật bậc thấp cũng đúng với các động vật phức tạp hay không. Đặc biệt, có những tranh luận về việc liệu nhạy cảm hóa và thuận hóa có phải là những dạng lưu trữ ký ức hữu ích cho việc nghiên cứu hay không. Các nhà tập tính học nghiên cứu hành vi của động vật trong điều kiện tự nhiên đã nhấn mạnh tầm quan trọng và sự phổ quát của hai dạng trí nhớ đơn giản này. Nhưng các nhà hành vi học nhấn mạnh chủ yếu những dạng học tập liên hệ, chẳng hạn như điều kiện hóa kiểu Pavlov và điều kiện hóa Skinner thì rõ ràng phức tạp hơn nhiều.
Những tranh luận này rốt cuộc cũng được giải quyết theo hai cách. Thứ nhất, Benzer đã chứng mình rằng AMP vòng, phân tử mà chúng tôi nhận thấy có vai trò quan trọng trong nhạy cảm hóa ngắn hạn ở Aplysia, cũng cần thiết cho một dạng học tập phức tạp hơn ở loài động vật phức tạp hơn, như điều kiện hóa cổ điển ở ruồi giấm Drosophila. Thứ hai, thậm chí còn ấn tượng hơn, đó là protein điều hòa CREB, được xác định đầu tiên ở Aplysia, cũng được phát hiện là một cấu phần quan trọng để chuyển từ trí nhớ ngắn hạn sang dài hạn trong nhiều dạng học tập ở nhiều loài khác nhau, từ sên, tới ruồi giấm, tới chuột và cả người. Rõ ràng, học tập và trí nhớ, cũng như mềm dẻo thần kinh và synap, là một nhóm các quá trình cùng chung một logic và vài cấu phần then chốt nhưng khác nhau về cơ chế phân tử khi đi vào chi tiết.
Trong hầu hết trường hợp, khi bầu không khí dần lắng xuống thì những cuộc tranh luận này lại có lợi cho khoa học: Nó giúp mài sắc vấn đề và giúp khoa học tiến lên. Một điều quan trọng đối với tôi là cảm giác rằng chúng tôi đang đi đúng hướng.