Bộ đôi piano nổi tiếng người Ba Lan Marek và Wacek đã không sử dụng bản nhạc khi biểu diễn các buổi hòa nhạc trực tiếp. Chưa hết, trên sân khấu, cặp đôi này xuất hiện đồng bộ một cách hoàn hảo. Trên những cây đàn piano liền kề, họ tinh nghịch chọn lọc nhiều chủ đề âm nhạc khác nhau, pha trộn âm nhạc cổ điển với nhạc jazz và ngẫu hứng theo thời gian thực.

Marek Tomaszewski, người đã biểu diễn cùng Wacek Kisielewski cho đến khi Wacek qua đời vào năm 1986, cho biết: “Chúng tôi đã đi theo dòng chảy”.

Các nghệ sĩ piano dường như đọc được suy nghĩ của nhau bằng cách trao đổi ánh mắt. Marek nói, như thể họ ở cùng một bước sóng. Ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy điều đó có thể đúng theo nghĩa đen.

Hàng chục thí nghiệm gần đây nghiên cứu hoạt động não của những người biểu diễn và làm việc cùng nhau - nghệ sĩ piano song ca, người chơi bài, giáo viên và học sinh, người chơi ghép hình và những người khác - cho thấy sóng não của họ có thể điều chỉnh theo một hiện tượng được gọi là đồng bộ hóa thần kinh giữa các cá nhân, còn được gọi là liên não. sự đồng bộ.

“Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu cho thấy rằng mọi người tương tác với nhau đều thể hiện các hoạt động thần kinh phối hợp,” ông nói. Giacomo tháng 11, một nhà khoa học thần kinh nhận thức tại Viện Công nghệ Ý ở Rome, người đã xuất bản một giấy tờ quan trọng về sự đồng bộ hóa thần kinh giữa các cá nhân vào mùa hè năm ngoái. Các nghiên cứu đã được đưa ra với tần suất ngày càng tăng trong vài năm qua - gần đây nhất là tuần trước — khi các công cụ mới và kỹ thuật cải tiến đã mài giũa khoa học và lý thuyết.

Họ nhận thấy rằng sự đồng bộ giữa các bộ não mang lại nhiều lợi ích. Nó liên quan đến khả năng giải quyết vấn đề, học tập và hợp tác tốt hơn, thậm chí cả những hành vi giúp đỡ người khác bằng bất cứ giá nào. Hơn nữa, các nghiên cứu gần đây trong đó não được kích thích bằng dòng điện gợi ý rằng chính sự đồng bộ có thể khiến hiệu suất được cải thiện theo quan sát của các nhà khoa học.

“Nhận thức là điều gì đó xảy ra không chỉ trong hộp sọ mà còn liên quan đến môi trường và với người khác”, ông nói. Guillaume Dumas, giáo sư tâm thần học tính toán tại Đại học Montreal. 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.

Bắt đầu đồng bộ hóa

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, bạn có thể sẽ bắt đầu bước đi theo từng bước. Nếu hai người ngồi cạnh nhau trên ghế bập bênh, rất có thể họ sẽ bắt đầu lắc lư với tốc độ tương tự.

Sự đồng bộ về hành vi như vậy, nghiên cứu cho thấy, khiến chúng ta tin tưởng hơn, giúp chúng ta gắn kết và khơi dậy bản năng hòa đồng. Trong một nghiên cứu, khiêu vũ đồng bộ khiến những người tham gia cảm thấy gần gũi về mặt cảm xúc với nhau - hơn nhiều so với các nhóm di chuyển không đồng bộ. TRONG một nghiên cứu khác, những người tham gia hô vang các từ một cách nhịp nhàng có nhiều khả năng hợp tác hơn trong một trò chơi đầu tư. Ngay cả một cuộc đi bộ đơn giản cùng với một người dân tộc thiểu số cũng có thể giảm định kiến.

“Sự phối hợp là một dấu hiệu của sự tương tác xã hội. Nó thực sự quan trọng,” Novembre nói. “Khi sự phối hợp bị suy giảm, sự tương tác xã hội bị suy giảm nghiêm trọng.”

Khi các chuyển động của chúng ta phối hợp với nhau, vô số sự đồng bộ mà mắt thường không nhìn thấy được cũng xuất hiện bên trong cơ thể chúng ta. Khi mọi người cùng đánh trống, trái tim họ cùng đập. Nhịp tim của nhà trị liệu và bệnh nhân của họ có thể đồng bộ trong các buổi trị liệu (đặc biệt nếu mối quan hệ trị liệu đang tiến triển tốt) và nhịp tim của các cặp vợ chồng cũng có thể như vậy. Các quá trình sinh lý khác, chẳng hạn như nhịp thở và mức độ dẫn điện của da, cũng có thể phù hợp với những người khác.

Hoạt động trong não của chúng ta có thể đồng bộ hóa không? Năm 1965, tạp chí Khoa học công bố kết quả của một thử nghiệm điều đó gợi ý rằng nó có thể. 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 một cặp đôi này phản chiếu các gai trên của cặp 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 kỷ, nghiên cứu về sự đồng bộ giữa các não đã bị xếp vào danh mục “điều kỳ lạ huyền bí kỳ lạ” 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 bộ não của một số người đang tương tác với nhau. Lúc đầu, điều này liên quan đến việc yêu cầu các cặp tình nguyện viên nằm trong các máy fMRI riêng biệt, điều này hạn chế rất nhiều loại nghiên cứu mà các nhà khoa học có thể thực hiện. 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 trong các vùng trên toàn bộ não, khác nhau tùy theo nhiệm vụ và thiết lập nghiên cứu. Họ cũng quan sát các sóng não, đại diện cho các mô hình 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 bộ não tăng vọt hoặc giảm xuống thì bộ não kia cũng vậy, mặc dù đôi khi có độ trễ về thời gian. Thỉnh thoảng, sóng não xuất hiện dưới dạng hình ảnh phản chiếu - khi sóng não của một người đi lên thì sóng não của người kia đi xuống cùng lúc và với cường độ tương tự - điều mà một số nhà nghiên cứu cũng coi là một dạng đồng bộ.

Với các công cụ mới, ngày càng rõ ràng rằng sự đồng bộ giữa các bộ não không phải là chuyện tầm thường siêu hình hay là sản phẩm của nghiên cứu sai lầm. “[Tín hiệu] chắc chắn là có,” nói Antonia Hamilton, một nhà thần kinh học xã hội tại Đại học College London. 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 trong không gian. Bây giờ, Hamilton nói, câu hỏi lớn là “Điều đó cho chúng ta biết điều gì?”

Công thức cho sự 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 nghệ sĩ piano song ca - lại cộng tác tốt đến vậy? Tuy nhiên, nó đang nghĩ về động vật, chẳng hạn như đom đóm đồng bộ hóa ánh sáng nhấp nháy của chúng, điều đó đã đặt anh vào con đường nghiên cứu các thành phần cần thiết để phát sinh sự đồng bộ giữa các não.

Vì sự đồng bộ đó “rất phổ biến ở rất nhiều loài khác nhau”, ông nhớ lại, “tôi nghĩ: 'Được rồi, vậy có thể có một số cách rất đơn giản để giải thích nó.'”

Novembre và các đồng nghiệp của ông đã tiến hành một thí nghiệm, xuất bản vào mùa hè năm ngoái, trong đó các cặp tình nguyện viên không làm gì khác ngoài 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 điều chỉnh sóng não.

Novembre nói: “Có điều gì đó tự phát về sự đồng bộ.

Chuyển động cũng có liên quan đến hoạt động đồng bộ của sóng não. Trong nghiên cứu của Novembre, khi mọi người di chuyển cơ thể đồng bộ - chẳng hạn, nếu một người nhấc tay lên và người kia cũng làm như vậy - thì hoạt động thần kinh của họ sẽ khớp với nhau, với một độ trễ nhẹ. Tuy nhiên, sự đồng bộ giữa các não vượt ra ngoài việc phản ánh các chuyển động vật lý. Trong một nghiên cứu về các nghệ sĩ piano chơi song ca xuất bản vào mùa thu năm ngoái, sự cố đồng bộ về 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 đang “di chuyển bàn tay, khuôn mặt hoặc cơ thể của họ, hoặc họ đang nói,” Hamilton giải thích, “và cũng phản ứng lại hành động của người khác.” Ví dụ, khi người ta chơi trò chơi bài Tressette của Ý, hoạt động thần kinh của các đối tác được đồng bộ hóa với nhau - nhưng bộ não của đối thủ lại không đồng bộ với họ.

Chia sẻ mục tiêu và sự chú ý chung thường có vẻ rất quan trọng đối với sự đồng bộ hóa giữa các não. Trong một thí nghiệm được thực hiện ở Trung Quốc, các nhóm ba người phải hợp tác 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 khi thích hợp nhưng không thực sự quan tâm đến kết quả. Bộ não của anh ấy không đồng bộ với não của những thành viên chân chính trong 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. “Hãy xem xét hai người đang nghe cùng một đài phát thanh ở hai phòng khác nhau,” viết Đất sét Holroyd, một nhà khoa học thần kinh nhận thức tại Đại học Ghent ở Bỉ, người không nghiên cứu về sự đồng bộ giữa các não, trong một bài báo năm 2022. “[Sự đồng bộ giữa các 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 chỉ trích 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 khác nhau đối với một nhiệm vụ tập trung: hoàn thành một câu đố. Các tình nguyện viên có thể hợp tác lắp ráp một câu đố hoặc thực hiện các câu đố giống hệt nhau một cách riêng biệt, cạnh nhau. Mặc dù có một số sự đồng bộ nội tại giữa những người giải đố làm việc độc lập, nhưng điều đó còn lớn hơn nhiều ở những người cộng tác.

Đối với Novembre, những phát hiện này và những phát hiện tương tự cho thấy rằng sự đồng bộ giữa các não không chỉ là một tạo tác của môi trường. Ông nói: “Chỉ cần bạn đo lường bộ não trong quá trình tương tác xã hội, bạn sẽ luôn phải giải quyết vấn đề này. “Bộ não khi tương tác xã hội sẽ tiếp xúc với những thông tin tương tự.”

Trừ khi họ ở những nơi khác nhau, nghĩa là vậy. Trong thời kỳ đại dịch, các nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến việc tìm hiểu sự đồng bộ giữa các não có thể thay đổi như thế nào khi mọi người nói chuyện trực tiếp qua video. Trong một nghiên cứu, xuất bản vào cuối năm 2022Dumas và các đồng nghiệp đã đo hoạt động não bộ của các bà mẹ và những đứa con ở tuổi vị thành niên của họ khi họ giao tiếp qua video trực tuyến. Bộ não của các cặp đôi hầu như không đồng bộ, kém hơn nhiều so với khi họ nói chuyện trực tiếp. 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 vậy.

Hamilton, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Có rất nhiều thứ trong cuộc gọi Zoom bị thiếu so với tương tác trực tiếp”. “Giao tiếp bằng mắt của bạn hơi khác một chút vì vị trí camera bị sai. Quan trọng hơn nữa, sự chú ý chung của bạn cũng khác ”.

Xác định các thành phần cần thiết để phát sinh sự đồng bộ giữa các não - có thể là giao tiếp bằng mắt, mỉm cười hoặc chia sẻ mục tiêu - có thể giúp chúng ta đạt được lợi ích tốt hơn khi đồng bộ hóa với người khác. Khi chúng ta ở cùng bước sóng, mọi thứ sẽ trở nên dễ dàng hơn.

Ưu điểm nổi bật

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 nắm bắt về cùng một bước sóng, cô và các đồng nghiệp của mình đã tạo ra Máy sóng tương hỗ: nửa nghệ thuật sắp đặt, nửa 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 nơ-ron. 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 chúng tương tác trong 10 phút, các vỏ sẽ sáng lên với các hình chiếu thị giác đóng vai trò phản hồi thần kinh: Hình chiếu càng sáng thì sóng não của chúng càng kết hợp chặt chẽ hơn. Tuy nhiên, một số cặp không được thông báo rằng độ sáng của hình chiếu phản ánh mức độ đồng bộ của chúng, trong khi những cặp khác cho thấy hình chiếu sai.

Khi Dikker và đồng nghiệp của cô ấy phân tích kết quảCác nhà nghiên cứu giải thích rằng, được xuất bản vào năm 2021, họ phát hiện ra rằng những cặp đôi biết rằng họ đang nhìn thấy phản hồi thần kinh sẽ ngày càng đồng bộ hơn theo thời gian - một hiệu ứng được thúc đẩy bởi động lực của họ để luôn tập trung vào đối tác của mình. 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 máy chủ in trước biorxiv.org vào năm 2019, các nhà nghiên cứu báo cáo rằng 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 năm 2022 phân tích đã xem xét 16 nghiên cứu đã xác nhận rằng sự đồng bộ giữa các não thực sự có liên quan đến việc học tập tốt hơn.

Dikker nói: “Người chú ý nhiều nhất hoặc nắm bắt tốt nhất tín hiệu của người nói cũng sẽ đồng bộ nhất với những người khác cũng chú ý nhiều nhất đến những gì người nói đang nói”.

Việc học tập không chỉ được nâng cao khi bộ não của chúng ta đồng bộ mà còn hiệu suất và sự hợp tác của nhóm. Trong một nghiên cứu khác do Dikker và các đồng nghiệp của cô thực hiện, nhóm bốn người đã suy nghĩ về cách sử dụng sáng tạo của một viên gạch hoặc các vật phẩm được xếp hạng cần thiết để sống sót sau một vụ tai nạn máy bay. Kết quả cho thấy sóng não của họ càng được đồng bộ hóa tốt thì họ càng thực hiện các nhiệm vụ này theo nhóm tốt hơn. Trong khi đó, các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng các nhóm được đồng bộ hóa thần kinh không chỉ giao tiếp tốt hơn mà còn vượt trội hơn những người khác về các hoạt động sáng tạo như phiên dịch thơ.

Trong khi nhiều nghiên cứu đã liên kết sự đồng bộ giữa các não với khả năng học tập và hiệu suất tốt hơn, câu hỏi vẫn là liệu sự đồng bộ này có thực sự gây ra những cải thiện như vậy hay không. Thay vào đó nó có thể là thước đo cho sự gắn kết không? Holroyd nói: “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”. “Nhưng điều đó không có nghĩa là các quy trình đồng bộ thực sự đóng góp bằng cách nào đó 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. Khi hoạt động thần kinh của chuột được đo bằng cách cho chúng đeo các cảm biến nhỏ hình chiếc mũ chóp, chẳng hạn như sự đồng bộ giữa các não. dự đoán liệu và bằng cách nào các loài động vật sẽ tương tác trong tương lai. “Đó là bằng chứng khá thuyết phục cho thấy có mối quan hệ nhân quả giữa hai điều này,” Novembre nói.

Ở 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 dây thần kinh. Khi các điện cực được đặt trên da đầu của con người, dòng điện có thể được truyền giữa các điện cực để khiến hoạt động thần kinh trong não của con người được đồng bộ hóa. Năm 2017, Novembre và nhóm của anh ấy thực hiện lần đầu tiên of những thí nghiệm như vậy. Kết quả cho thấy rằng việc đồng bộ hóa sóng não ở dải beta, được liên kết với các chức năng vận động, đã nâng cao khả năng của người tham gia trong việc đồng bộ hóa các chuyển động cơ thể của họ - trong trường hợp này là đánh trống theo nhịp bằng ngón tay của họ.

Một số nghiên cứu gần đây đã lặp lại những phát hiện của Novembre. Vào cuối 2023Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng một 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 ngoáiCác nhà khoa học khác cho thấy một khi hai bộ não trở nên đồng bộ, con người sẽ truyền tải thông tin và hiểu nhau tốt hơn.

Khoa học này còn mới nên vẫn chưa rõ liệu có mối quan hệ nhân quả thực sự giữa sự đồng bộ và hành vi hợp tác của con người hay không. Mặc dù vậy, khoa học về sự đồng bộ thần kinh đã cho chúng ta thấy chúng ta được hưởng lợi như thế nào khi làm mọi việc đồng bộ với người khác. Ở cấp độ sinh học, chúng ta có dây để kết nối.