Các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Y tế Đại học Georgetown vừa đạt được bước đột phá trong việc tìm hiểu cách não bộ tự tái cấu trúc về mặt vật lý khi một kỹ năng chuyển từ trạng thái kiểm soát có ý thức sang tự động hóa hoàn toàn.
Thông qua một nghiên cứu quy mô lớn yêu cầu các tình nguyện viên phân loại hình ảnh ô tô, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng não bộ thực hiện một quá trình tinh vi hơn nhiều so với việc chỉ đơn thuần tăng tốc độ xử lý tác vụ. Cơ quan này đã chuyển dịch nhiệm vụ đó sang một vùng não hoàn toàn khác, từ đó giải phóng không gian cho các hoạt động song song thực sự. Phát hiện này đã bác bỏ lầm tưởng kéo dài nhiều năm cho rằng con người thực tế chỉ có khả năng chuyển đổi nhanh chóng giữa các công việc khác nhau.
Trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 tuần, các tình nguyện viên đã thực hiện hơn 30.000 lượt phân loại ô tô trên một ứng dụng di động, học cách phân biệt những sắc thái tinh vi nhất giữa các hình ảnh tương đồng. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành quét não của những người tham gia bằng phương pháp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và điện não đồ (EEG) tại hai thời điểm: lúc bắt đầu và sau khi kết thúc quá trình rèn luyện.
Chính phương pháp tiếp cận theo chiều dọc này đã cho phép họ quan sát cách việc luyện tập cường độ cao thực sự tái cấu trúc kiến trúc thần kinh của não bộ, tạo ra các mạch thần kinh mới tại những vị trí trước đây chưa từng tồn tại.
Ở những giai đoạn đầu của quá trình học hỏi, tác vụ này đòi hỏi sự làm việc vất vả của vỏ não trước trán — vùng não chịu trách nhiệm đưa ra quyết định có ý thức, lập kế hoạch và kiểm soát ý chí.
Vùng này được phát hiện là giống như một nút thắt cổ chai: nó chỉ có thể tập trung vào một nhiệm vụ phức tạp tại một thời điểm. Đó chính là lý do tại sao khi bạn mới học lái xe, toàn bộ sự chú ý của bạn bị cuốn hoàn toàn vào quy trình này. Tuy nhiên, sau nhiều tuần luyện tập cường độ cao, một sự chuyển đổi ngoạn mục đã xảy ra: hoạt động của não đã dịch chuyển hoàn toàn sang vỏ não thái dương, một khu vực chuyên biệt về nhận diện đối tượng và lưu trữ ký ức dài hạn. Giờ đây, thông tin có thể bỏ qua nút thắt ở vỏ não trước trán và đi thẳng đến các vùng chịu trách nhiệm phản ứng tự động nhanh chóng.
"Trải nghiệm sẽ tái cấu trúc não bộ để vượt qua nút thắt cổ chai ở thùy trán và tăng tính tự động," giáo sư Maximilian Riesenhuber, tác giả chính của nghiên cứu và là giáo sư thần kinh học tại Trung tâm Y tế Georgetown kiêm đồng Giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Thần kinh, giải thích.
Hiệu quả được thể hiện rõ rệt: nhiệm vụ càng dịch chuyển mạnh mẽ sang vỏ não thái dương thì những người tham gia càng thực hiện tốt nhiệm vụ thứ hai cùng lúc — đây là bằng chứng trực tiếp và không thể chối cãi cho khả năng đa nhiệm thực sự, chứ không chỉ đơn thuần là sự chuyển đổi sự chú ý nhanh chóng. Khả năng thực hiện đa nhiệm mà con người hằng tranh luận bấy lâu cuối cùng đã được xác nhận về mặt khoa học.
Nghiên cứu này cũng giải thích lý do tại sao các thói quen lại cực kỳ khó thay đổi. Những hành vi đã được học kỹ lưỡng sẽ ăn sâu vào các mạch thần kinh hoạt động gần như độc lập với sự kiểm soát của ý thức. Đó là lý do vì sao khi một thói quen xấu đã hoàn toàn trở nên tự động, việc chỉ "muốn thay đổi" là không đủ — hành động theo thói quen được kích hoạt mà không cần sự tham gia của vỏ não trước trán, nơi vốn cung cấp khả năng điều khiển bằng ý chí. Khám phá khoa học này có ý nghĩa thực tiễn quan trọng: nó chỉ ra rằng để thay đổi những thói quen đã bám rễ sâu, chúng ta cần những phương pháp tiếp cận khác thay vì chỉ dựa vào lời hứa hay nỗ lực ý chí thuần túy.
Khám phá này cũng làm sáng tỏ sự khác biệt cơ bản giữa não bộ con người và trí tuệ nhân tạo hiện đại. Các mạng thần kinh có thể nhận diện hình ảnh và xử lý dữ liệu, nhưng chúng không có khả năng chuyển đổi các kỹ năng đã học sang những bối cảnh mới — chúng không biết cách tự tái cấu trúc để phản hồi lại trải nghiệm.
Trong khi đó, não bộ con người sử dụng những kiến thức cũ đã được thiết lập ở chế độ "lái tự động" như một vật liệu xây dựng cho các kỹ năng mới. Điều này cho phép con người nhanh chóng làm chủ những kỹ năng mới dựa trên những nền tảng đã quen thuộc. Sự khác biệt cốt yếu này chỉ ra một con đường quan trọng để phát triển AI có khả năng thực sự học hỏi từ trải nghiệm, thay vì chỉ đơn thuần tích lũy các tham số.
Nghiên cứu mang tên "Extensive Experience Remodels Neural Task Circuitry to Escape the Frontal Bottleneck and Increase Automaticity of Categorization" đã được công bố trên tạp chí Journal of Cognitive Neuroscience vào ngày 4 tháng 6 năm 2026. Các tác giả của nghiên cứu bao gồm Patrick Cox (tác giả chính), Clara Scholl, Marisa Lowes, Nelson Hymes, Xiong Jiang và Maximilian Riesenhuber, tất cả đều đến từ Georgetown. Nguồn tài trợ đến từ Quỹ Khoa học Quốc gia, Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân và Quỹ ARCS.
Các nhà nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch cho giai đoạn tiếp theo: tìm hiểu xem chính xác tín hiệu thần kinh nào đã kích hoạt quá trình chuyển giao kỹ năng từ vùng não này sang vùng não khác, đồng thời xác định loại nhiệm vụ nào có khả năng đạt đến trạng thái song hành thực sự.
