Năm 1998, hai nhà tâm lý học Matthew Botvinick và Jonathan Cohen đã mô tả một thí nghiệm đơn giản nhưng kỳ diệu — ảo giác bàn tay cao su (rubber hand illusion). Con người bắt đầu cảm nhận bàn tay nhân tạo như một phần của cơ thể mình, nếu não bộ nhận được những tín hiệu ăn khớp từ thị giác và xúc giác.
Thí nghiệm diễn ra như thế nào
Người tham gia ngồi trước bàn. Bàn tay thật của họ được che khuất sau một tấm màn chắn mờ đục, còn trên bàn trước mặt là một bàn tay cao su có kích thước và vị trí tương tự. Người thí nghiệm đồng thời dùng hai chiếc cọ mềm vuốt lên bàn tay cao su và lên bàn tay thật đang bị che khuất của người tham gia — với cùng một nhịp độ và ở những vị trí tương ứng.
Sau một thời gian, não bộ bắt đầu liên kết cái vuốt nhìn thấy trên bàn tay cao su với cảm giác được vuốt lên bàn tay của chính mình. Người tham gia có thể nói rằng mình «cảm thấy» cái vuốt ve trên bàn tay cao su, và bắt đầu cảm nhận nó như bàn tay của mình.
Thí nghiệm với chiếc búa
Phần nổi tiếng và ấn tượng nhất của thí nghiệm gắn với mối đe dọa. Sau khi người tham gia bắt đầu cảm nhận bàn tay cao su như bàn tay của mình, người thí nghiệm có thể đưa chiếc búa, con dao lại gần nó hoặc bẻ mạnh ngón tay của nó. Bàn tay thật của người đó lúc này vẫn bị che khuất và hoàn toàn không bị chạm tới.
Tuy nhiên, ở nhiều người tham gia xuất hiện phản ứng lo lắng rõ rệt: tiết mồ hôi tăng lên, phản ứng điện da thay đổi — một chỉ số sinh lý khách quan của sự xúc động. Nói đơn giản, cơ thể phản ứng như thể mối nguy đang đe dọa chính bàn tay thật.
Điều này không có nghĩa là người đó nhất thiết cảm thấy đau hay bị thương. Đúng hơn, não bộ tạm thời đưa bàn tay cao su vào «bản đồ cơ thể» của mình và cảm nhận mối đe dọa với nó như mối đe dọa với chính bản thân.
Đau chi ma và «trò lừa gương» của não bộ
Ảo giác bàn tay cao su có một «hình phản chiếu» trong thực hành lâm sàng thực tế — đó là những cơn đau chi ma sau khi cắt cụt. Có tới 60–80 % người đã mất một chi vẫn tiếp tục cảm nhận nó một cách rõ rệt, và thường cảm giác ấy rất đau đớn: bàn tay không còn tồn tại dường như bị nắm chặt mãi mãi, các ngón tay bấu vào lòng bàn tay và không thể nào mở ra được.
Nguyên nhân nằm ở chính sự lệch pha mà ta quan sát thấy trong thí nghiệm bàn tay cao su, chỉ có điều bị đảo ngược lại. Não bộ tiếp tục gửi tới bàn tay đã mất mệnh lệnh «hãy mở ra», nhưng không nhận được xác nhận nào từ thị giác hay từ cảm giác bản thể rằng mệnh lệnh đã được thực hiện. Bản đồ cơ thể trong vỏ não vẫn được giữ nguyên, nhưng không có phản hồi. Một vòng luẩn quẩn hình thành: cố gắng cử động — không có phản hồi — cơn đau tăng lên.
Vào những năm 1990, nhà thần kinh học V. S. Ramachandran đề xuất đánh lừa não bộ bằng chính cách mà bàn tay cao su đánh lừa nó — thông qua thị giác. Bệnh nhân ngồi trước một chiếc hộp có gương dựng đứng: bàn tay lành ở trước gương, phần cụt được giấu phía sau. Trong hình phản chiếu, người đó nhìn thấy hai bàn tay nguyên vẹn. Họ nắm chặt rồi mở bàn tay — và bàn tay «ma» trong gương ngoan ngoãn mở ra cùng với bàn tay thật. Cuối cùng não bộ nhận được sự xác nhận mà nó hằng mong đợi: cử động đã diễn ra. Ở một số bệnh nhân, cảm giác co cứng biến mất ngay sau những buổi đầu tiên, và cùng với nó, cơn đau cũng lùi dần.
Vì sao điều này có tác dụng
Não bộ không ngừng xác định cái gì thuộc về cơ thể bằng cách đối chiếu nhiều nguồn thông tin:
- thị giác — người đó nhìn thấy gì;
- xúc giác — người đó cảm thấy gì trên da;
- cảm giác bản thể — cảm nhận về vị trí các chi của chính mình.
Khi thông tin thị giác và xúc giác trùng khớp về thời điểm và vị trí, não bộ đưa ra kết luận: bàn tay cao su nhìn thấy được có lẽ chính là bàn tay của nó. Do đó xuất hiện cảm giác sở hữu bàn tay nhân tạo và sự «chuyển dịch» của cái vuốt ve.
Nếu vuốt ve bàn tay thật và bàn tay cao su ở những thời điểm khác nhau, ảo giác thường yếu đi đáng kể hoặc không xuất hiện. Điều này cho thấy: não bộ không chỉ dựa vào việc có một bàn tay cao su trước mắt, mà còn dựa vào sự ăn khớp của các tín hiệu.
Các nhà khoa học đã rút ra những kết luận gì
Thí nghiệm đã cho thấy một số điều quan trọng.
- Cảm giác về cơ thể không phải là tuyệt đối đáng tin cậy. Não bộ xây dựng hình dung về ranh giới cơ thể dựa trên thị giác, xúc giác và vị trí các chi — và có thể mắc sai lầm nếu các tín hiệu trùng khớp đủ thuyết phục.
- Ảo giác không chỉ tác động đến ý thức. Người ta không chỉ nói rằng bàn tay cao su «cứ như là của họ»: khi nó bị đe dọa, các chỉ số sinh lý thay đổi, bao gồm cả phản ứng điện da.
- Sự ăn khớp của các tín hiệu. Vuốt ve đồng thời là yếu tố then chốt của thí nghiệm: nếu những cái vuốt lên bàn tay thật và bàn tay cao su không trùng khớp về thời điểm, ảo giác thường yếu hơn.
- Não bộ có thể tạm thời đưa một vật thể nhân tạo vào «bản đồ cơ thể». Điều này giúp hiểu vì sao con người có thể thích nghi với chân tay giả, cũng như vì sao có thể xuất hiện cảm giác chi ma sau khi cắt cụt.
Vì sao điều này quan trọng
Ảo giác bàn tay cao su đã trở thành một trong những mô hình nổi tiếng nhất trong khoa học thần kinh về ý thức. Nó giúp giải thích cách não bộ quyết định cái gì được coi là «của mình», và cho thấy cảm giác về cơ thể không phải là một thực tế cố định, mà là kết quả của quá trình xử lý tín hiệu liên tục.
Thí nghiệm chứng minh não bộ linh hoạt và nhanh chóng đến mức nào trong việc lắp ghép bức tranh về cơ thể mình từ những tín hiệu rời rạc.
