Hướng dẫn cho giáo viên
Mọi thứ bạn cần để dạy từng bài mà không phải tập huấn gì: giáo án 45 phút, điều học sinh cần nhận ra, đáp án mong đợi và một phiếu học tập để in.
Một khóa học đi kèm
Ở Israel, nhiều học sinh học Sinh học 5 đơn vị cũng theo học khóa miễn phí Bộ não: cỗ máy kỳ diệu nhất (mở trong thẻ mới) của Đại học Tel Aviv trên Campus IL, do GS. Yossi Yovel và GS. Yaniv Assaf giảng dạy. Khóa học ấy dạy kỹ về nơ-ron, điện thế hoạt động và xináp, còn các bài học ở đây là phần thực hành đi kèm với nó. WiredMind là một dự án độc lập, không liên kết với khóa học, trường đại học hay Campus IL.
Thuật ngữ chính
Thuật ngữ cơ bản
- Nơ-ron
- Một tế bào thần kinh. Nó nhận tín hiệu từ các tế bào khác và khi đủ tín hiệu cộng lại, nó gửi đi tín hiệu của riêng mình.
- Điện thế hoạt động (xung thần kinh)
- Một xung điện ngắn mà nơ-ron đang hoạt động gửi dọc theo chiều dài của nó, còn gọi là xung thần kinh hay điện thế hoạt động. Trong bài học, mỗi lần lóe sáng là một xung.
- Xináp
- Chỗ nối nơi một nơ-ron truyền tín hiệu cho nơ-ron kế tiếp. Hai tế bào có chung càng nhiều xináp thì liên kết giữa chúng càng mạnh.
- Chất dẫn truyền thần kinh
- Chất hóa học mà nơ-ron tiết ra ở xináp để truyền tín hiệu đi. Có chất gây hưng phấn cho tế bào kế tiếp, có chất lại ức chế nó.
- Hưng phấn
- Tín hiệu đẩy nơ-ron kế tiếp tới chỗ phát xung.
- Ức chế
- Tín hiệu kìm nơ-ron kế tiếp, không cho nó phát xung. Mạng lưới cần có ức chế để ổn định và chính xác.
- Axêtincôlin
- Chất dẫn truyền thần kinh gây hưng phấn chủ yếu trong não ruồi, còn viết là acetylcholine. Trong bài học, tế bào tiết ra nó gây hưng phấn cho các tế bào mà nó nối tới.
- GABA
- Một chất dẫn truyền thần kinh gây ức chế, có ở cả ruồi và người. Trong bài học, tế bào tiết ra GABA kìm bớt các tế bào mà nó nối tới.
- Mạch thần kinh
- Một nhóm nơ-ron nối với nhau để làm một việc, như nhận ra một mùi hay khởi động một cú nhảy.
- Connectome
- Bản đồ kết nối đầy đủ của một hệ thần kinh: mọi nơ-ron và mọi xináp giữa chúng. Các bài học chạy trên connectome của một con ruồi giấm thật.
- Kích thích
- Nút trong bài học khiến một nhóm tế bào phát xung trong chốc lát, gần giống cách các nhà khoa học dùng ánh sáng để bật những tế bào đã chọn.
- Làm im lặng
- Nút trong bài học ngăn một nhóm tế bào phát xung, để cho thấy phần còn lại của mạch làm gì khi thiếu chúng.
Bài 1 · Ruồi ghi nhớ mùi như thế nào
- Anten
- Hai sợi râu trên đầu ruồi. Ruồi ngửi bằng anten, giống như bạn ngửi bằng mũi.
- Thụ thể mùi
- Các tế bào thần kinh trên anten, phát xung khi có mùi bám vào. Mọi mùi đều bắt đầu từ đây.
- Thùy râu
- Trạm dừng đầu tiên của mùi trong não ruồi, nơi thụ thể mùi chuyển tín hiệu cho nơ-ron chiếu.
- Nơ-ron chiếu
- Các tế bào thần kinh mang tín hiệu mùi từ thùy râu vào sâu trong não, đến thể nấm.
- Thể nấm
- Một phần hình cây nấm trong não côn trùng, nơi mùi được phân loại và ký ức về mùi được lưu giữ.
- Tế bào Kenyon
- Các tế bào thần kinh nhỏ của thể nấm. Mỗi mùi bật một nhóm nhỏ khác nhau, nên mùi nào cũng có mẫu hình riêng.
- Nơ-ron đầu ra
- Tế bào thần kinh đọc mẫu hình của tế bào Kenyon rồi chuyển cho các vùng não khác. Giới khoa học gọi là MBON: nơ-ron đầu ra của thể nấm.
Bài 2 · Làm sao ruồi biết mình đang hướng về đâu
- Nơ-ron rẽ
- Các tế bào thần kinh phát xung khi ruồi rẽ và đẩy đốm sáng chạy quanh la bàn. Giới khoa học gọi chúng là nơ-ron P-EN2.
- Nơ-ron la bàn
- Một vòng tế bào thần kinh theo dõi xem ruồi đang quay mặt về hướng nào. Giới khoa học gọi chúng là nơ-ron E-PG.
- Đốm hoạt động
- Cụm nơ-ron la bàn đang hoạt động. Vị trí của nó trên vòng tròn cho biết ruồi đang quay mặt về hướng nào.
- Nơ-ron vòng
- Tế bào thần kinh đưa những gì ruồi thấy, như điểm mốc, đến la bàn. Chúng kìm bớt nơ-ron la bàn, nhờ đó đốm sáng đứng yên.
- Điểm mốc
- Thứ ruồi nhìn thấy và luôn ở yên một chỗ, như mặt trời hay một cái cây. Ruồi dùng nó để giữ vững cảm giác về phương hướng.
- Cầu tiền não
- Một phần hình thanh trong não ruồi, tên khoa học là protocerebral bridge. Nơ-ron la bàn và nơ-ron rẽ đều chạy qua đây.
Bài 3 · Cú thoát hiểm trong 30 mili giây
- Nơ-ron phát hiện vật lao tới
- Tế bào thần kinh sau mắt ruồi, phát xung khi có vật to nhanh lên trước mắt, như chiếc vỉ lao tới. Giới khoa học gọi là LC4 và LPLC2.
- Sợi khổng lồ
- Một tế bào thần kinh rất to, chạy từ não xuống dây thần kinh bụng. Nó mang tín hiệu thoát hiểm nhanh nhất của ruồi. Mỗi con ruồi có hai sợi như vậy, mỗi bên một sợi.
- Dây thần kinh bụng
- Giống như tủy sống của ruồi: một bó tế bào thần kinh trong ngực, điều khiển chân và cánh.
- Nơ-ron nhảy
- Các nơ-ron vận động làm cơ nhảy ở đôi chân giữa co lại, khiến ruồi bật lên không trung.
- Cung phản xạ
- Con đường của một phản xạ: từ nơ-ron cảm giác, qua một hay nhiều tế bào chuyển tiếp, đến nơ-ron vận động làm cơ cử động.
- Nơ-ron cảm giác
- Nơ-ron thu nhận một điều gì đó từ thế giới bên ngoài, như ánh sáng hay một mùi, rồi báo cho não.
- Nơ-ron vận động
- Nơ-ron mang mệnh lệnh ra tới cơ và làm cơ co lại.
- Xináp điện
- Một kênh nối thẳng hai nơ-ron, truyền tín hiệu gần như không chậm trễ. Bản đồ đằng sau các bài học chỉ ghi lại xináp hóa học.