Các sóng não của chúng ta có thể hòa nhịp cùng nhau khi ta cùng nhau làm việc hay chơi đùa. Hiện tượng này, gọi là sự đồng bộ liên não, gợi ý rằng sự cộng tác còn mang tính bẩm sinh.
Cặp đôi chơi piano nổi tiếng người Ba Lan, Marek và Wacek không cần dùng bản nhạc trong các buổi hòa nhạc trực tiếp. Vậy nhưng họ gần như hoàn toàn đồng bộ với nhau trên sân khấu. Trên những chiếc piano đặt cạnh nhau, họ chọn những chủ đề âm nhạc đa dạng, hòa trộn giữa nhạc cổ điển với jazz và ứng tấu theo thời gian thực.
“Chúng tôi trôi theo dòng chảy của âm nhạc. Đó thuần túy là niềm vui”, Marek Tomaszewski, người biểu diễn cùng Wacek Kisielewski cho tới khi Wacek mất vào năm 1986, nói.
Những nghệ sĩ piano này dường như có thể đọc được suy nghĩ của nhau qua ánh nhìn. Cứ như thể là họ cùng “sóng” với nhau vậy, Marek kể. Một nghiên cứu ngày càng phát triển cho thấy điều này có thể đúng, theo nghĩa đen.
Hàng tá những thí nghiệm gần đây, nghiên cứu về hoạt động não bộ của những người biểu diễn hay làm việc cùng nhau – những người chơi piano song tấu, những người chơi bài, giáo viên và học sinh, những người chơi ghép hình – cho thấy rằng sóng não của họ có thể liên kết với nhau trong một hiện tượng được biết đến dưới tên gọi đồng bộ hóa thần kinh giữa các cá nhân, còn được gọi là sự đồng bộ liên não.
Với các công cụ mới, ngày càng rõ ràng rằng sự đồng bộ giữa các bộ não không phải là chuyện siêu hình vô nghĩa hay là sản phẩm của nghiên cứu sai lầm.
“Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu cho thấy rằng những người tương tác với nhau thể hiện sự phối hợp trong các hoạt động thần kinh,” Giacomo Novembre, nhà khoa học thần kinh nhận thức ở Viện Công nghệ Ý ở Rome, người đã công bố một bài báo quan trọng về sự đồng bộ hóa thần kinh giữa các cá nhân vào mùa hè năm ngoái, cho biết.
Họ đang phát hiện ra rằng sự đồng bộ giữa các bộ não mang lại lợi ích. Nó giúp giải quyết vấn đề, học tập và hợp tác tốt hơn, thậm chí kích thích những hành vi sẵn sàng xả thân vì người khác. Hơn nữa, các nghiên cứu gần đây trong đó não được kích thích bằng dòng điện gợi ý rằng chính sự đồng bộ còn có thể cải thiện hiệu suất công việc.
Guillaume Dumas, giáo sư tâm thần học tính toán tại Đại học Montreal, cho biết: “Nhận thức là thứ xảy ra không chỉ trong hộp sọ mà còn liên quan đến môi trường và với những người khác”. Hiểu được thời điểm và cách thức bộ não đồng bộ hóa có thể giúp chúng ta giao tiếp hiệu quả hơn, thiết kế lớp học tốt hơn và giúp các nhóm hợp tác với nhau.
Đồng bộ với nhau
Con người, giống như các động vật xã hội khác, có xu hướng đồng bộ hóa các hành vi của mình. Nếu bạn đi cạnh ai đó, các bạn có thể bước đều nhau. Nếu hai người ngồi cạnh nhau trên ghế bập bênh, rất có thể họ sẽ bắt đầu lắc lư với tốc độ tương đương.
Nghiên cứu cho thấy sự đồng bộ về hành vi như vậy khiến chúng ta tin tưởng hơn, giúp gắn kết và khơi dậy bản năng hòa đồng của chúng ta. Trong một nghiên cứu, nhảy đồng bộ khiến những người tham gia cảm thấy gần gũi về mặt cảm xúc – nhiều hơn so với các nhóm di chuyển tự do. Trong một nghiên cứu khác, những người tham gia cùng hòa nhịp hô vang các từ có nhiều khả năng hợp tác hơn trong một trò chơi đầu tư. Ngay cả chuyến cuốc bộ đơn giản sóng đôi cùng với một người dân tộc thiểu số cũng có thể giúp ta giảm định kiến.
“Sự phối hợp là một dấu hiệu của tương tác xã hội. Nó thực sự quan trọng,” Novembre nói. “Khi sự phối hợp yếu kém đi, tương tác xã hội bị suy giảm nghiêm trọng.”
Khi các chuyển động của chúng ta hòa vào nhau, vô số sự đồng bộ dù mắt thường dẫu không nhìn thấy vẫn hình thành trong cơ thể chúng ta. Khi mọi người cùng đánh trống, trái tim họ cùng đập với nhau. Nhịp tim của nhà trị liệu và các bệnh nhân của họ có thể đồng bộ với nhau trong các phiên chữa trị (đặc biệt là nếu mối quan hệ trị liệu đang tiến triển tốt), và nhịp tim của các cặp vợ chồng cũng vậy. Các quá trình sinh lý khác, như nhịp thở và độ dẫn điện của da, cũng có thể đồng bộ với những người khác.
Thế còn hoạt động trong não của chúng ta có thể đồng bộ hóa không? Năm 1965, tạp chí Science đã công bố kết quả của một thí nghiệm cho thấy điều đó có thể xảy ra. Các nhà khoa học từ Đại học Thomas Jefferson ở Philadelphia đã thử nghiệm các cặp song sinh giống hệt nhau bằng cách chèn các điện cực dưới da đầu của họ để đo sóng não – một kỹ thuật gọi là điện não đồ. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng khi cặp song sinh ở trong phòng riêng biệt, nếu một trong số họ nhắm mắt lại, sóng não của cả hai sẽ phản ánh chuyển động. Các gai trên điện não đồ của người này phản chiếu các gai trên của người kia.
Tuy nhiên, nghiên cứu này có sai sót về mặt phương pháp. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm một số cặp song sinh nhưng chỉ công bố kết quả từ cặp mà họ quan sát được sự đồng bộ. Điều này không giúp ích gì cho lĩnh vực học thuật đang phát triển. Trong nhiều thập niên, nghiên cứu về sự đồng bộ giữa các não đã bị xếp vào danh mục “huyền bí kỳ dị tình cờ” và không được coi trọng.
Danh tiếng của lĩnh vực này bắt đầu thay đổi vào đầu những năm 2000 với sự phổ biến của siêu quét, một kỹ thuật cho phép các nhà khoa học quét đồng thời não của một số người đang tương tác với nhau. Trước đây các cặp tình nguyện viên được yêu cầu nằm trong các máy quét cộng hưởng từ fMRI riêng biệt, khiến cho các kiểu nghiên cứu mà các nhà khoa học có thể thực hiện bị hạn chế đáng kể. Các nhà nghiên cứu cuối cùng đã có thể sử dụng phương pháp quang phổ cận hồng ngoại chức năng (fNIRS), để đo hoạt động của các tế bào thần kinh ở các lớp bên ngoài của vỏ não. Ưu điểm lớn nhất của công nghệ đó là tính dễ sử dụng: Tình nguyện viên có thể chơi trống hoặc học trong lớp khi đội mũ fNIRS, trông giống mũ bơi với vô số dây cáp thò ra ngoài.
Khi nhiều người tương tác trong khi đội mũ fNIRS, các nhà khoa học bắt đầu tìm thấy hoạt động thần kinh được đồng bộ hóa ở các vùng trên toàn bộ não, hoạt động này thay đổi tùy theo cách thiết lập nhiệm vụ và nghiên cứu. Họ cũng quan sát các sóng não, đại diện cho các hình mẫu điện trong hoạt động thần kinh, đồng bộ hóa ở một số tần số. Trên kết quả điện não đồ của hai bộ não được đồng bộ hóa, các đường biểu thị hoạt động thần kinh của mỗi người dao động cùng nhau: Bất cứ khi nào một người hưng phấn hay trầm xuống thì người kia cũng vậy, tuy đôi khi có độ trễ về thời gian. Thỉnh thoảng sóng não xuất hiện như những ảnh gương – khi một người hưng phấn thì người kia, trầm xuống, đồng thời, và với mức độ tương đương – điều mà một số nhà nghiên cứu cũng coi là một dạng đồng bộ.
Sự xuất hiện của hoạt động não được đồng bộ hóa không phải là bằng chứng của bất kỳ loại kết nối nào, mà có thể được giải thích là do mọi người phản ứng với môi trường chung.
Với các công cụ mới, ngày càng rõ ràng rằng sự đồng bộ giữa các bộ não không phải là chuyện siêu hình vô nghĩa hay là sản phẩm của nghiên cứu sai lầm. Antonia Hamilton, nhà xã hội học thần kinh ở tại Đại học College London, cho biết: “[Tín hiệu] chắc chắn là có. Điều khó hiểu hơn là làm thế nào hai bộ não độc lập, trong hai cơ thể riêng biệt, lại có thể thể hiện hoạt động tương tự xuyên không gian.” Bây giờ, Hamilton nói, câu hỏi lớn là “Điều đó cho ta biết chuyện gì?”
Công thức đồng bộ
Novembre từ lâu đã bị mê hoặc bởi cách con người phối hợp để đạt được các mục tiêu chung. Làm thế nào mà các nhạc sĩ – ví dụ như cặp nghệ sĩ piano song tấu – lại cộng tác tốt đến vậy? Tuy nhiên, chính việc nghĩ về các loài động vật, chẳng hạn như đom đóm đồng bộ với ánh sáng của chúng, đã đặt anh vào con đường nghiên cứu các điều kiện để nảy sinh hiện tượng đồng bộ não.
Vì sự đồng bộ đó “rất phổ biến ở rất nhiều loài khác nhau”, ông nhớ lại, “tôi nghĩ: ‘Phải, có thể có một số cách rất đơn giản để giải thích nó.’”
Novembre và các đồng nghiệp của anh đã thiết lập một thí nghiệm được công bố vào mùa hè năm ngoái, trong đó các cặp tình nguyện viên không làm gì khác ngoài việc ngồi đối diện nhau trong khi thiết bị camera theo dõi chuyển động của mắt, khuôn mặt và cơ thể của họ. Đôi khi các tình nguyện viên có thể nhìn thấy nhau; những lúc khác họ bị ngăn cách bởi một vách ngăn. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ngay khi các tình nguyện viên nhìn vào mắt nhau, sóng não của họ ngay lập tức được đồng bộ hóa. Mỉm cười thậm chí còn tỏ ra có tác dụng mạnh mẽ hơn trong việc đồng bộ sóng não.
“Có điều gì đó tự phát về sự đồng bộ,” Novembre nói. Chuyển động cũng gắn với hoạt động đồng bộ sóng não. Trong nghiên cứu của Novembre, khi mọi người di chuyển, cơ thể của họ đồng bộ với nhau – chẳng hạn, nếu một người nhấc tay lên và người kia cũng làm y như vậy – thì hoạt động thần kinh của họ sẽ ăn khớp với nhau, chỉ trễ đôi chút. Tuy nhiên sự đồng bộ liên não vượt xa việc phản xạ những chuyển động thể chất. Trong một nghiên cứu về các nghệ sĩ song tấu piano được công bố vào mùa thu năm ngoái, việc phá vỡ sự đồng bộ trong hành vi không khiến hai bộ não mất đồng bộ.
Một thành phần quan trọng khác của sự đồng bộ thần kinh mặt đối mặt dường như là khả năng dự đoán lẫn nhau: dự đoán phản ứng và hành vi của người khác. Mỗi người vừa “di chuyển bàn tay, khuôn mặt hoặc cơ thể của họ, hoặc họ đang nói,” Hamilton giải thích, “và đồng thời đáp lại hành động của người khác.” Ví dụ: khi mọi người chơi trò chơi bài Tressette của Ý, hoạt động thần kinh của người cùng phe được đồng bộ hóa với nhau – nhưng bộ não của đối thủ lại không khớp với họ.
Việc có chung mục tiêu và sự chú ý thường có vẻ rất quan trọng đối với sự đồng bộ hóa giữa các bộ não. Trong một thí nghiệm được thực hiện ở Trung Quốc, các nhóm ba người phải hợp tác để giải quyết một vấn đề. Có một sự thay đổi: Một thành viên trong nhóm là nhà nghiên cứu chỉ giả vờ tham gia vào nhiệm vụ, gật đầu và nhận xét cho phải đạo nhưng không thực sự quan tâm đến kết quả. Bộ não của anh ấy không đồng bộ với não của những thành viên thực sự của nhóm.
Tuy nhiên, một số nhà phê bình cho rằng sự xuất hiện của hoạt động não được đồng bộ hóa không phải là bằng chứng của bất kỳ loại kết nối nào, mà có thể được giải thích là do mọi người phản ứng với môi trường chung. Clay Holroyd, một nhà khoa học thần kinh nhận thức tại Đại học Ghent ở Bỉ, người không nghiên cứu về sự đồng bộ liên não, đã viết trong một bài báo năm 2022: “Hãy xem xét hai người đang nghe cùng một đài phát thanh ở hai phòng khác nhau” “[Sự đồng bộ liên não] có thể tăng lên trong các bài hát mà cả hai đều yêu thích so với những bài hát mà cả hai đều thấy nhàm chán, nhưng đây không phải là hệ quả của sự kết nối trực tiếp giữa não với não.”
Để kiểm tra lời phê bình này, các nhà khoa học từ Đại học Pittsburgh và Đại học Temple đã thiết kế một thí nghiệm trong đó những người tham gia làm việc theo cách thức khác nhau trong một nhiệm vụ cần sự tập trung: hoàn thành một bức tranh ghép hình. Các tình nguyện viên có thể hợp tác lắp ghép bức tranh hoặc cùng xếp hai bức ghép hình giống nhau nhưng độc lập, bên cạnh nhau. Mặc dù có một sự đồng bộ nội tại nhất định giữa những người giải đố làm việc độc lập, nhưng sự đồng bộ này ở những người cộng tác với nhau còn lớn hơn nhiều.
Đối với Novembre, những phát hiện này và những khám phá tương tự cho thấy rằng sự đồng bộ liên não không chỉ là một tạo tác của môi trường.
Khi bộ não của chúng ta đồng bộ, không chỉ hiệu suất học tập mà khả năng hợp tác, kết quả làm việc nhóm cũng được nâng cao.
Trong thời kỳ đại dịch, các nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến việc tìm hiểu sự đồng bộ liên não có thể thay đổi như thế nào khi mọi người nói chuyện trực tiếp qua video. Trong một nghiên cứu được công bố vào cuối năm 2022, Dumas và các đồng nghiệp đã đo hoạt động não của các bà mẹ và những đứa con ở độ tuổi 13 của họ khi giao tiếp qua video trực tuyến. Theo các tác giả của nghiên cứu, sự đồng bộ hóa trực tuyến giữa các não kém như vậy có thể giúp giải thích tại sao các cuộc họp trên Zoom có xu hướng mệt mỏi đến thế.
Hamilton, người không tham gia vào nghiên cứu cho biết: “Cuộc gọi Zoom thiếu vắng nhiều thứ so với tương tác trực tiếp”. “Giao tiếp bằng mắt của bạn hơi khác một chút vì vị trí camera không hợp lý. Quan trọng hơn nữa, cách thức cùng chú tâm vào một việc cũng khác”.
Lợi thế xuất hiện
Nhà thần kinh học nhận thức Suzanne Dikker thích phát huy khía cạnh sáng tạo của mình bằng cách sử dụng nghệ thuật để nghiên cứu cách thức hoạt động của bộ não con người. Để nắm bắt được khái niệm khó hiểu về hai người “cùng sóng” với nhau như thế nào, cô và các đồng nghiệp của mình đã tạo ra Máy tạo sóng tương hỗ: một nửa máy này mang tính nghệ thuật sắp đặt, một nửa là thí nghiệm khoa học thần kinh. Từ năm 2013 đến năm 2019, những người qua đường ở nhiều thành phố trên thế giới – Madrid, New York, Toronto, Athens, Moscow và những nơi khác – có thể ghép đôi với một người khác để khám phá sự đồng bộ giữa các tế bào thần kinh. Họ sẽ ngồi trong hai cấu trúc giống như vỏ sò đối diện nhau trong khi đeo tai nghe điện não đồ để đo hoạt động não của họ. Khi họ tương tác trong 10 phút, các hình chiếu trên vỏ sò sẽ sáng lên như một dạng phản hồi thần kinh: Hình chiếu càng sáng thì sóng não của họ càng đồng bộ. Tuy nhiên, một số cặp không được thông báo rằng độ sáng của hình chiếu phản ánh mức độ đồng bộ của họ, trong khi những cặp khác được cho xem hình chiếu giả.
Khi Dikker và các đồng nghiệp của cô phân tích kết quả thu được, công bố năm 2021, họ phát hiện ra rằng não các cặp đôi biết rằng họ đang nhìn thấy phản hồi thần kinh sẽ càng trở nên đồng bộ với nhau theo thời gian – một hiệu ứng được thúc đẩy bởi mong muốn luôn tập trung vào đối tác của mình, các nhà nghiên cứu giải thích. Quan trọng hơn, sự đồng bộ cao độ của họ đã làm tăng cảm giác kết nối xã hội của cặp đôi. Có vẻ như việc sử dụng cùng một bước sóng não có thể giúp xây dựng các mối quan hệ.
Dikker cũng nghiên cứu ý tưởng này trong một bối cảnh ít nghệ thuật hơn: lớp học. Trong một lớp học tạm thời trong phòng thí nghiệm, một giáo viên khoa học trung học dạy kèm cho các nhóm tối đa bốn học sinh trong khi Dikker và các đồng nghiệp của cô ghi lại hoạt động não của họ.
Trong một nghiên cứu được đăng lên trang tiền ấn phẩm biorxiv.org vào năm 2019, các nhà nghiên cứu đã cho biết bộ não của học sinh và giáo viên càng đồng bộ hóa nhiều thì học sinh càng ghi nhớ tài liệu tốt hơn khi được kiểm tra một tuần sau đó. Một phân tích năm 2022 xem xét 16 nghiên cứu đã xác nhận rằng sự đồng bộ liên não thực sự có liên quan đến việc học tập tốt hơn.
“Người chú ý nhiều nhất hoặc nắm bắt tốt nhất tín hiệu của diễn giả cũng sẽ đồng bộ nhất với những người cũng tập trung đến những gì diễn giả đang nói”, Dikker nói.
Khi bộ não của chúng ta đồng bộ, không chỉ hiệu suất học tập mà khả năng hợp tác, kết quả làm việc nhóm cũng được nâng cao. Trong một nghiên cứu khác của Dikker và đồng nghiệp, các nhóm bốn người đã hội ý về cách sử dụng sáng tạo một viên gạch, hoặc xếp hạng các vật dụng cần thiết để sinh tồn sau một vụ rơi máy bay. Kết quả cho thấy sóng não được đồng bộ hóa tốt bao nhiêu thì kết quả làm việc nhóm càng tốt bấy nhiêu. Trong khi đó, các nghiên cứu khác đã phát hiện các nhóm đồng bộ về mặt thần kinh không chỉ giao tiếp tốt hơn mà còn vượt trội hơn những nhóm khác trong các hoạt động sáng tạo như diễn giải thơ ca.
Trong khi nhiều nghiên cứu đã liên kết sự đồng bộ liên não với khả năng học tập và hiệu suất tốt hơn, câu hỏi vẫn là liệu sự đồng bộ này có thực sự là nguyên nhân của những cải thiện như vậy hay không.”Những đứa trẻ chú ý đến giáo viên sẽ thể hiện sự đồng điệu hơn với giáo viên đó vì chúng tham gia nhiều hơn”, Holroyd nói. “Nhưng điều đó không có nghĩa, bằng cách nào đó, các quy trình đồng bộ thực sự góp phần vào sự tương tác và học tập.”
Tuy nhiên, các thí nghiệm trên động vật cho thấy sự đồng bộ thần kinh thực sự có thể dẫn đến những thay đổi trong hành vi. Chẳng hạn, khi hoạt động thần kinh của chuột được đo bằng cách cho chúng đeo những cảm biến nhỏ hình chóp mũ, sự đồng bộ liên não sẽ dự đoán liệu các loài động vật tương tác như thế nào trong tương lai. “Đó là bằng chứng khá thuyết phục cho thấy có mối quan hệ nhân quả giữa hai điều này,” Novembre nói.
Với con người, bằng chứng mạnh mẽ nhất đến từ các thí nghiệm sử dụng kích thích điện não để tạo ra sự đồng bộ giữa các tế bào thần kinh. Khi các điện cực được đặt trên da đầu, dòng điện có thể truyền qua các điện cực để đồng bộ hóa não của con người. Vào năm 2017, Novembre và nhóm của ông đã thực hiện những thí nghiệm đầu tiên như vậy. Kết quả cho thấy rằng việc đồng bộ hóa sóng não trong dải beta, dải được liên kết với các chức năng vận động, đã nâng cao khả năng của người tham gia trong việc hòa nhịp các chuyển động cơ thể của họ – trong trường hợp này là gõ nhịp theo tiếng trống bằng các ngón tay của họ.
Một số nghiên cứu gần đây đã tái tạo những phát hiện của Novembre. Vào cuối năm 2023, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khi sóng não của con người được đồng bộ hóa nhờ kích thích điện, khả năng hợp tác của họ trong một trò chơi máy tính đơn giản sẽ được cải thiện đáng kể. Và mùa hè năm ngoái, các nhà khoa học khác đã chỉ ra rằng một khi hai bộ não được đồng bộ hóa, con người sẽ truyền tải thông tin tốt hơn và hiểu nhau hơn.
Ngành khoa học này vẫn còn mới mẻ nên vẫn chưa rõ liệu có mối quan hệ nhân quả thực sự giữa sự đồng bộ thần kinh và hoạt động hợp tác của con người hay không. Mặc dù vậy, nó đã cho thấy chúng ta được lợi như thế nào khi làm mọi việc đồng bộ với người khác. Chúng ta được kết nối với nhau, ở cấp độ sinh học.□
Tia Sáng lược từ bản dịch của Tuệ Tâm
Bản gốc: https://www.quantamagazine.org/the-social-benefits-of-getting-our-brains-in-sync-20240328/.