b. Các khía cạnh
vật lý của âm thanh: Như
đã đề cập trên đây, âm thanh thực tế là chuyển động vật lý của các phân tử
không khí có dạng hình sin do một vật rung động gây ra. Đôi khi người ta cũng
có thể thấy được các rung động này ở một chiếc loa phóng thanh không có bọc bên
ngoài. Khi nhạc trổi lên ở các nốt thấp nhất, bạn sẽ thấy mặt loa phập phồng
lên xuống. Diễn tiến kế tiếp mà bạn không thấy được là chiếc lá ép các phân tử
không khí thành các đợt sóng. Ngay sau đó, các đợt sóng này truyền đến tai bạn
dù rằng cường độ đã bị yếu đi khá nhiều trong suốt hành trình của chúng. Tất cả
mọi kích thích khác phát ra âm thanh nói chung đều vận hành tương tự như vậy đế
chuyển các đợt sóng truyền không khí đến tai. Không khí – hoặc một môi trường
trung gian nào khác, như nước chẳng hạn – là yếu tố cần thiết để giúp cho các
rung động truyền đến tai chúng ta. Điều này lý giải được tại sao không có âm
thanh trong môi trường chân không.

Sở dĩ chúng ta thấy
được chiếc loa phóng thanh chuyển động khi nhạc chơi ở các nốt thấp là nhờ một
đặc điểm quan trọng của âm thanh, gọi là tần số. Tần số (frequency) là số các
đỉnh sóng tính được trong một giây đồng hồ. Đối với các rung động có tần số khá
thấp, trong 1 giây có tương đối ít chu kỳ sóng thăng – giáng, diễn ra chậm chạp
– mắt thường có thể nhìn thấy được, như trường hợp rung động ở chiếc loa phóng
thanh. Các rung động có tần số thấp chuyển hóa thành các âm thanh có cao độ rất
thấp. [Cao đọ (pitch) là một đại lượng xác định âm thanh “cao” hay “thấp”]. Thí
dụ, âm thanh có tần số thấp nhất mà con người nghe được là âm thanh có tần số
rung động 20 chu kỳ một giây. Các rung động có tần số cao hơn chuyển hóa thành
âm thanh có cao độ cao hơn. Ở giới hạn trên của âm phổ (sound spectrum), con
người có thể cảm nhận được các âm thanh có tần số lên đến 2 ngàn chu kỳ một
giây. Điều thú vị là nhiều loại động vật có khả năng cảm nhận các âm thanh ở
tần số lớn hơn nhiều so với loài người, nên chúng nghe được các loại âm thanh
thấp hơn hoặc cao hơn so với chúng ta.

Trong khi tần số âm
thanh giúp chúng ta thưởng thức được các âm thanh ở các nốt cao của chiếc sáo
và ở các nốt thấp của chiếc kèn tuba, thì cường độ (intensity) là một đặc điểm
của các rung động có dạng sóng giúp chúng ta phân biệt được các loại âm thanh
ồn ào và êm dịu. Cường độ phản ảnh sự khác biệt giữa các đỉnh và đáy của áp
suất không khí ở sóng âm thanh khi nó truyền qua không khí. Các đợt sóng có
đỉnh và đáy nhỏ sinh ra âm thanh êm dịu, còn các đợt sóng có đỉnh và đáy tương
đối lớn sinh ra âm thanh ồn ào.

Chúng ta cảm nhận
được một phạm vi cường độ âm thanh khá lớn: âm thanh to nhất chúng ta nghe được
có cường độ gấp 10 triệu lần âm thanh nhỏ nhất mà chúng ta nghe được. Phạm vi
này được tính là decibel, dùng để xếp loại các âm thanh thông thường trên một
hệ thống tọa độ (xem Hình 3 – 8). Khi cường độ lên cao hơn mức 120 decibel, các
âm thanh gây đau nhức tai. Thường xuyên phải nghe loại âm thanh này người ta sẽ
bị bệnh ở cơ quan thính giác.

Não bộ chúng ta làm
sao có thể phân biệt được các độ dài sóng có tần số và cường độ khác biệt nhau?
Các nghiên cứu về lá nền (basilar membrane) cho chúng ta một đầu mối giải
thích. Lá nền là một bộ phận thuộc ốc tai (cochlea) có nhiệm vụ chuyển hóa các
rung động vật lý thành các xung lực thần kinh. Dường như các loại âm thanh tác
động đến các khu vực khác nhau trên lá nền tùy thuộc vào tần số rung động của chúng.
Phần lá nền sát bên cửa sổ bầu dục nhạy cảm nhất đối với các âm thanh có tần số
cao, còn phần lá nền sát đầu bên trong của ốc tai nhạy cảm nhất đối với các âm
thanh có tần số thấp. Khám phá này dẫn đến lý thuyết định vị thính lực (place
theory of hearing). Lý thuyết này cho rằng các khu vực khác nhau trên lá nền
phản ứng với các tần số khác nhau.

Tuy vậy, lý thuyết
định vị không lý giải đầy đủ các khía cạnh của thính lực, bởi vì nó cho rằng
các âm thanh có tần số khá thấp khởi động các nơron nằm khắp một diện tích khá
rộng trên lá nền chứ không định vị cụ thể nơi nào cả. Do đó, người ta đã đề
nghị cách lý giải bổ sung là lý thuyết tần số thính lực (frequency theory of
hearing). Lý thuyết này cho rằng toàn bộ lá nền hoạt động giống như một chiếc
loa nhỏ, rung động toàn bộ khi phản ứng với một âm thanh. Theo cách giải thích
này, tín hiệu do các thụ thể thần kinh chuyển đi có liên hệ trực tiếp với tần
số của các âm thanh mà chúng ta nhận được, và số xung lực thần kinh chuyển đi
ấy là một hàm tuyến tính của tần số âm thanh. Như vậy, cường độ của âm thanh
càng cao (và do đó tần số của các đỉnh sóng âm thanh càng lớn) thì số lượng tín
hiệu thần kinh truyền đi qua dây thần kinh thính giác đến não bộ sẽ càng lớn.

Hầu hết các nghiên
cứu đều đưa ra kết luận rằng cả hai lý thuyết đinh vị và tần số thính lực đều
lý giải chính xác các tiến trình nền tảng của thính giác có tính đặc thù chứ
không bao quát một mức độ tần số. Đặc biệt, lý thuyết định vị giải thích hợp lý
hơn về tiến trình cảm nhận các âm thanh có tần số cao, còn lý thuyết tần số
giải thích hợp lý hơn đối với các âm thanh có tần số thấp. Các âm thanh có cao
độ trung bình dường như được phối hợp lý giải bởi hai lý thuyết ấy.

Sau khi rời khỏi
tại tín hiệu, thính giác được truyền đến vùng vỏ não thính giác thông qua một
loạt liên kết thần kinh phức tạp. Khi được truyền đi, tín hiện chỉ được dẫn
truyền qua các nơron có phản ứng đối với các loại âm thanh đặc biệt mà thôi.
Chỉ riêng trong phạm vi vỏ não mà nói, cũng có các nơron chỉ đáp ứng riêng với
các dạng âm thanh đặc biệt, như tiếng tích tắc hoặc tiếng thì thầm chẳng hạn.
Ngoài ra, một số nơron chỉ đáp ứng với một dạng âm thanh đặc biệt như âm thanh
có giọng đều đều chứ không đáp ứng với dạng âm thanh có giọng nhát gừng.

Nếu tìm hiểu cách
sấp xếp tế bào ở vùng vỏ não thính giác, chúng ta sẽ thấy các tế bào não nằm
cạnh nhau đáp ứng với cùng một tần số. Như vậy, vùng vỏ não thính giác được sắp
xếp theo dạng một “bản đồ” các tần số âm thanh, giống y như trường hợp vùng vỏ
não thị giác biểu trưng cho thị trường (visual field) vậy. (Muốn tìm hiểu các
nỗ lực gần đây nhất nhằm giúp đỡ cho những người bị rối loạn hay khuyết tật về
thính giác cũng như thị giác, hãy xem đoạn ứng dụng tâm lý học).

c. Giữ thăng bằng
đối với các thăng trầm trong cuộc sống: Một số cấu trúc trong tai liên quan đến cảm giác thăng bằng của
chúng ta nhiều hơn so với thính giác. Các ống bán nguyệt (semicircular canals)
thuộc tai trong gồm có ba óng chứa chất dịch di động lõm bõm khi đầu cử động để
truyền các tín hiệu về các chuyển động xoay tròn hay chuyển động thẳng của cơ
thể đến não bộ. Lực kéo cơ thể gây ra bởi chuyển động gia tốc về phía trước,
phía sau, hoặc thăng giáng, cũng như lực kéo bất biến của trọng lực đối với cơ
thể, đều được cảm nhận nhờ các nhĩ thạch (otoliths = sỏi tai). Sỏi tai là các
viên thủy tinh bé tí nhạy cảm với chuyển động nằm bên trong các ống bán nguyệt.
Khi chúng ta cử động, các viên thủy tinh này lay động giống như cát di chuyển
trên bãi biển. Não bộ sẽ không cảm nhận được các tín hiệu truyền đến từ các
viên sỏi tai bị mất trọng lượng đi là nguyên nhân gây ra bệnh do bay trong vũ
trụ (space sickness) mà hơn phân nửa các nhà du hành vũ trụ thường mắc phải.

ỨNG DỤNG TÂM LÝ HỌC

CẢI THIỆN CÁC GIÁC
QUAN NHỜ TIẾN BỘ KỸ THUẬT

Ước mơ bị xem là
khoa học giả tưởng chỉ trong vài năm trước đây thôi thì nay đã gần thành hiện
thực: đó là ước mơ thay thế các cơ quan cảm giác hoạt động trục trặc bằng các
cơ quan nhân tạo.

Bước tiến bộ lớn
lao nhất đã thực hiện được trong lãnh vực thính giác. Nhờ các tiến bộ kỹ thuật,
nhiều người bị tật điếc từng phần (partial deafness) ở Hoa Kỳ hiện nay dã có
thể nghe được các loại âm thanh như tiếng còi ô tô và tiếng chuông cửa. Tiến bộ
này thực hiện dược nhờ một chiếc tai điện tử ghép nối trực tiếp với ốc tai
(cochlea).

Thiết bị này hoạt
động hữu hiệu trong một số trường hợp tật điếc trong đó các tế bào lông (hair
cells) trong ốc tai bị tổn thương đến mức không còn đủ sức chuyển hóa các rung
động âm thanh thành các xung lực thần kinh mà não bộ xử lý được.

Người ta sử dụng
một micro tí hon gắn bên ngoài tai để lọc âm rồi chuyển đến một bộ phận xử lý
âm thanh gắn ở cầu vai hoặc dây đeo nhằm giúp người sử dụng loại trừ tiếng ồn
của môi trường chung quanh bằng nột nút điều chỉnh. Tín hiệu điện tử sau đó
được truyền đến một máy phát thanh (transmitter) gán ở sau tai. Máy này phát
sóng đến một bộ phận thu âm (a receiver) tí hon gắn ở bên trong hộp sọ. Bộ phận
thu âm này nối trực tiếp với ốc tai bằng 22 dây tóc. Bộ phận thu âm này phát ra
các tín hiệu xung điện kích thích ốc tai truyền tín hiệu đến não bộ, giúp cho
người ta nghe được âm thanh.

Mặc dù thiết bị này
không giúp người ta phân biệt rõ tiếng nói–những người sử dụng báo cáo rằng họ
nghe tiếng nói bình thường giống như tiếng nói của chú vịt Donald trong phim
hoạt hình Disney–nhưng khoảng phân nửa số người sử dụng các thiết bị cấy ghép
tiến bộ nhất này đều nghe hiểu được các giọng nói quen thuộc và tiếng nói trong
điện thoại. Các thiết bị cấy ghép này cũng giúp người ta dùng cảm nhận được sự
khác biệt giữa các âm thanh lớn nhỏ. Hơn nữa, với đà cải tiến kỹ thuật rất có
thể âm thanh sẽ được phân biệt rõ hơn thế nữa. Và một ngày kia có lẽ thiết bị
cấy ghép ấy sẽ giúp cho người ta đạt được cảm giác gần như thính giác tự nhiên.

Các thiết bị khác
nhằm cải thiện thính giác nhờ ưu điểm của máy điện toán. Bộ máy trợ thính
(hearing aids) thuộc thế hệ mới nhất gồm có một máy điện toán bỏ túi nối liền
với ống nghe gần ở tai. Máy điện toán có khả năng phân tích các âm thanh nhận
được để nhận diện ra tần số, âm điệu, và cao độ của chúng. Thông tin này sau đó
được vận dụng để làm cho tiếng nói trong hơn, rõ hơn, và loại trừ được tiếng ồn
của môi trường xung quanh, giúp cải tiến rất nhiều cho máy trợ thính.

Các tiến bộ kỹ
thuật cũng dược vận dụng để giúp ích cho những người bị khuyết tật về thị giác.
Thí dụ, kỹ thuật laser hứa hẹn chữa dược tật cận thị, sẽ giúp cho người cận thị
không còn cần đến kính đeo mắt hoặc kính sát tròng (contact lens) nữa.

Tật cận thị phát
sinh khi cấu trúc của mắt bi lệch lạc khiến cho thủy tinh thể không thể hội tụ
ánh sáng phản chiếu hình ảnh đúng vị trí trên võng mạc. Nhờ giải phẫu chính xác
lấy đi một mẩu giác mạc tí hon mà hình dạng giác mạc biến đổi giúp cho ánh sáng
phản chiếu hình ảnh hội tụ đúng vào võng mạc (xem hình 3–9). Như vậy một ngày
kia kính đeo mắt và kính sát tròng có lẽ sẽ là công cụ lỗi thời.

Tiến bộ kỹ thuật
còn tạo hy vọng cho những người mù hoàn toàn. Thí dụ, một nhóm nhà nghiên cứu
đã sử dựng một camera thu nhỏ gắn vào gọng kính của người mù. Hình ảnh do
camera thu được sẽ được một máy điện toán phân tích, chuyển hóa thành 400 chấm
đậm nhạt khác nhau. Kế đó, các chấm đậm nhạt này lại dược chuyển hóa thành các
rung động có cường độ khác nhau, các chấm đậm hơn biểu thị các rung động nhanh
hơn. Các rung động này sau đó được tiếp nhận ở phần bụng của người mù. Chỉ cần
được huấn luyện đôi chút, người mù có thể “thấy” và phân biệt dược các đồ vật
thông thường và cuối cùng họ có thể mở được cửa, đi lại trong nhà, và tìm thấy
các đồ vật nhỏ dễ dàng.

Những kỹ thuật ứng
dụng ở đây vẫn chưa tiến bộ bằng lĩnh vực trợ thính, bởi vì thị giác trước tiên
phải được chuyển đổi thành xúc giác. Và dù sao các dụng cụ thay thế tai hay mắt
cũng chưa đạt đến mức tinh vi như mong muốn, trong đó các tín hiệu được truyền
trực tiếp vào não bộ để được cảm nhận giống như âm thanh hoặc hình ảnh tự
nhiên. Dù vậy, các sáng kiến miêu tả ở đây hiện cũng gây niềm hy vọng thực sự
cho rất nhiều người điếc và người mù; và trong tương lai chắc chắn họ sẽ thấy
và nghe như người bình thường.

4. Khứu giác, vị
giác, và các xúc giác

Về đến nhà sau một
ngày làm việc, Audrey Wamer biết ngay có điều gì không ổn vào lúc cô mở cửa căn
chung cư. Một mùi gì đó giống như mùi gas đốt – mùi nồng nặc lan khắp căn nhà.
Cô lập tức phóng ra khỏi nhà, chạy vội qua buồng điện thoại bên kia đường để
gọi đến công ty cung cấp khí đốt. Trong khi cô trình bày tình hình thì một
tiếng nổ long trời phát ra, và sau đó Wamer thấy những ngọn lửa phụt ra từ các
cửa sổ nhà cô. Nhờ ngửi được mùi gas mà cô đã cứu được mạng sống của mình.

Mặc dù cơ quan
thính giác ít khi gây được ấn tượng mạnh mẽ như thế, nhưng hiển nhiên cuộc sống
sẽ kém thú vị đáng kể nếu như chúng ta không ngửi được mùi cỏ mới cắt, không
cảm nhận được mùi thơm của bó hoa hoặc không thưởng thức được hương vị của
chiếc bánh nướng nhân táo. Giống như các cơ quan thính thị, mỗi giác quan còn
lại mà chúng ta đang nghiên cứu – khứu giác, vị giác, và xúc giác đều đóng một
vai trò quan trọng trong đời sống chúng ta.

a. Ngửi và nếm: Nhiều động vật có khả năng phân biệt mùi nhạy bén hơn
chúng ta do phần lớn não bộ của chúng chỉ dành riêng cho chức năng ngửi mùi,
nhưng chúng ta vẫn có thể phân biệt đến hơn 10 ngàn mùi khác nhau. Khứu giác
cũng lưu lại khá bền vững trong ký ức chúng ta. Có những quên bẵng lâu ngày
nhưng đôi khi chỉ cần một mùi hương dính líu đến chúng thoảng qua cũng đủ giúp
chúng ta hồi tưởng lại được toàn bộ sự việc.

Kết quả của các “thử
nghiệm ngửi mùi” đã chứng minh rằng nữ giới thường có khứu giác tinh tường hơn
nam giới. Dù vậy, các nhà nghiên cứu vẫn chưa nhất trí với nhau về nguyên nhân
của hiện tượng này. Một số người nêu giả thuyết rằng năng lực khứu giác liên
quan đến sự khác biệt về hệ nội tiết giữa nam và nữ bởi vì có chứng cứ cho thấy
khả năng ngửi mùi của nữ giới thay đổi trong suốt thời gian hành kinh. Nhưng
những người khác lại lập luận rằng ưu thế ngửi mùi của nữ giới đúng ra chỉ là
phản ảnh của ưu thế về khả năng ngôn ngữ của họ. Theo lý thuyết này, nữ giới dễ
dàng xác định tên gọi mùi hương hơn nam giới.

Đối với một số loài
vật, đánh hơi là một kiểu truyền tin quan trọng. Nhờ tiết ra các chất
pheromones, các hóa chất kích thích phản ứng của đồng loại, chúng có khả năng
gởi đi các tín hiệu để báo cho đồng loại biết tình trạng sẵn sàng về mặt tình
dục chẳng hạn. Thí dụ, một vài chất tiết ra ở âm hộ của khỉ cái có tác dụng hóa
học lôi cuốn bọn khỉ đực.

Dường như có vẻ hợp
lý khi cho rằng loài người cũng thông đạt với nhau nhờ các chất pheromone tiết
ra, nhưng chứng cứ vẫn còn quá ít. Các chất tiết ra ở âm đạo của phụ nữ cũng có
các loại hóa chất tương tự như loài khỉ cái, nhưng dường như các mùi ấy không
liên quan gì đến hành vi tìch dục của nam giới cả. Ngược lại, sự hiện diện các
chất này có thể giải thích được lý do khiến cho các phụ nữ sống gần gũi nhau
lâu ngày thường có chu kỳ hành kinh diễn ra gần như đồng thời với nhau. Ngoài
ra, chỉ một vài giờ sau khi sinh các sản phụ nhờ ngửi mùi đã có thể nhận ra
được con của họ.

Hiện nay việc tìm
hiểu cơ chế nền tảng của khứu giác chỉ mới ở bước khởi đầu. Chúng ta biết rằng
khứu giác nảy sinh khi các phân tử của chất tiết mùi bay vào lỗ mũi tiếp xúc
với các tế bào khứu giác (olfactory cells) gọi là các tế bào thụ thể ở mũi. Cho
đến nay người ta đã khám phá ra được ít nhất có 1.000 loại tế bào thụ thể khác
nhau, và mỗi loại có chức năng chuyên biệt đến mức chỉ phản ứng với một nhóm ít
mùi mà thôi. Các tế bào khứu giác có cấu trúc giống như sợi tóc vươn ra không
khí có khả năng chuyển hóa các phân tử mùi bay ngang qua thành các xung lực
thần kinh truyền lên não bộ.

Không giống khứu
giác, sử dụng đến hơn 1.000 loại tế bào thụ thể khác biệt nhau, cơ quan vị giác
chỉ vận dụng 4 loại thụ thể căn bản. Bốn loại tế bào này phản ứng với bốn vị
ngọt, chua, mặn, và đắng. Các vị khác chỉ là một phối hợp bốn vị căn bản này mà
thôi.

Các tế bào thụ thể
vị giác nằm ở các chồi vị giác (taste buds), được phân bố khắp mặt trên lưỡi.
Nhưng sự phân bố này không đồng đều, một số vùng lưỡi nhạy cảm đối với vị căn
bản này hơn vị khác. Như chúng ta thấy ở ảnh 3–10, đầu lưỡi nhạy cảm nhất đối
với vi ngọt; thực tế, nếu để một chút đường lên cuối lưỡi dường như chẳng thấy
ngọt chút nào cả. Tương tự, chỉ hai bên cạnh lưỡi mới nhạy cảm đối với vị chua,
và phần đuôi lưỡi chuyên nếm các vị đắng.

Các vùng vị giác
khác nhau trên lưỡi tương ứng với các khu vực đặc biệt khác nhau trong vỏ não.
Các nơron phản ứng với các vị chua và đắng nằm ở một góc thuộc vùng vỏ não vị
giác, còn các vị ngọt kích thích các nơron nằm ở góc đối ngược trong vùng vỏ
não ấy. Ngược lại, vị mặn kích thích các nơron phân bố khắp toàn bộ vùng vỏ não
vị giác.

Dĩ nhiên, cơ quan
vị giác không chỉ hoạt động nhờ lưỡi, như bất cứ người nào bị nghẹt mũi cũng biết
được. Mùi thơm, nhiệt độ, xúc chạm và thậm chí chỉ cần thấy thức ăn và thức
uống cũng đều ảnh hưởng đến vị giác của chúng ta. Khả năng nếm các chất đặc
biệt càng có tính di truyền ở một số gia đình. Ngoài ra, chính hành vi ứng xử
và thói quen riêng của chúng ta cũng đóng một vai trò trong khả năng vị giác
của chúng ta. Thí dụ, tật nghiện hút thuốc làm cho thức ăn vào trở nên nhạt
nhẽo đi. Chúng ta cũng bị thiên lệch về vị giác do kinh nghiệm ấu thơ, như ở
đoạn trích dẫn thời sự dưới đây.

b. Các xúc giác,
xúc chạm, áp suất, nhiệt độ và đau đớn: Hãy xét tình cảnh khốn khổ của đứa bé này: bẩm sinh ra nó không
biết đau là gì; tay chân của nó bị dị dạng và cong queo, trông như em bị chứng
còi xương vậy. Một vài ngón tay bị mất. Một đầu gối bị vết thương lớn, và cặp
môi loe bị cắn đứt nham nhở. Đối với mọi người, em bị xem là một đứa trẻ có
hình dạng méo mó... Các ngón tay của nó không bị nứt nẻ thì cũng bị cháy phỏng
bởi vì em không bao giờ rụt tay khỏi các vật dù các vật ấy nóng và nguy hiểm
đến đâu, xương và các khớp xương em có hình thù méo mó vì em dậm quá mạnh khi
bước đi hoặc chạy. Hai đầu gối bị lở loét vì bò qua các vật sắc nhọn mà em
không hề có cảm giác gì. Dù có bị gãy xương hay trật khớp không, em cũng không
biết đau để kêu cứu.

Hiển nhiên, hậu quả
của hiện tượng không biết đau là sự hủy hoại cơ thể. Thí dụ, nếu bạn không biết
đau thì thay vì rụt tay về khỏi ấm nước sôi, bạn lại tì vào nó, không biết rằng
tay đang bị phỏng nặng. Cũng vậy, không cảm nhận được dấu hiệu báo động của các
cơn đau bụng thường đi kèm với chứng sưng ruột thừa, ruột thừa của bạn có thể
bị vỡ ra, gây nguy hiểm cho cơ thể. Các thí dụ này đủ nói lên tầm quan trọng
của cảm giác biết đau đớn.

Trên thực tế, toàn
bộ các xúc giác ở da của chúng ta – xúc chạm, áp suất, nhiệt độ, và đau đớn –
đóng vai trò quyết định cho sự sống còn. Giúp chúng ta ý thức được tình trạng
nguy hiểm có thể xảy ra cho cơ thể. Hầu hết để giác quan này hoạt động nhờ các
thụ thể thần kinh nằm ở các vị trí sâu nông khác nhau trong da, và chúng cũng
không được phân bố đều đặn. Chẳng hạn, khi nghiên cứu về các thụ thể nhạy cảm
với áp suất, thì một vài vùng như ở các đầu ngón tay chẳng hạn có nhiều tế bào
thụ thể hơn nên khá nhạy cảm với áp suất. Ngược lại, các vùng ít tế bào thụ thể
hơn như ở giữa lưng rất ít nhạy cảm với áp suất (xem Hình 3 – 11).

Hình 3–11: Mức nhạy cảm của da ở các bộ phận khác nhau trên cơ
thể. Đường kẻ càng ngắn thị bộ phận tương ứng trên cơ thể càng nhạy cảm hơn.
Các ngón tay, ngón cái, môi, mũi, má, và ngón chân cái đều có mức nhạy cảm cao
nhất. (Theo Weinstein, 1968)

Có lẽ giác quan ở
da được nghiên cứu nhiều nhất là ở cơ quan cảm nhận đau đớn vì lý do dễ hiểu:
người ta đến bác sĩ để được chữa trị do cảm thấy đau đớn chứ ít khi do các
triệu chứng hay trạng thái khác. Gần một phần ba dân số Hoa Kỳ mắc phải các cơn
đau kéo dài hoặc định kỳ. Nhiều người trong số này bị tổn thương đến mức không
còn đủ năng lực sinh hoạt bình thường như một người trong xã hội.

Hiện nay, một lý
thuyết quan trọng liên quan đến cảm nhận đau đớn gọi là lý thuyết cổng kiểm
soát đau đớn (Gate – control theory of pain) đang giúp cho chúng ta các đầu mối
mới mẻ để tìm hiểu cách thức khống chế cảm giác đau đớn. Thuyết này cho rằng có
các thụ thể thần kinh đặc biệt dẫn đến các khu vực cụ thể trong não bộ chịu
trách nhiệm về các cảm giác đau đớn. Khi các thụ thể này bị tác động do một
thương tích hay rối loạn gì đó xảy ra cho một bộ phận trên cơ thể, thì một “cánh
cổng” dẫn vào não bộ được mở ra khiến cho người ta có cảm giác đau đớn. Nhưng
cũng có một nhóm thụ thể khác khi được kích thích lại có thể đóng “cánh cổng”
ấy, do đó làm giảm cảm giác đau đớn.

Cánh cổng ấy có thể
đóng lại theo hai cách. Thứ nhất, các xung lực khác có thể tràn ngập các con
đường thần kinh liên hệ đến các cảm giác đau đớn, lan rộng khắp não bộ. Trong
trường hợp này, các kích thích tê dại lấn át và đôi khi thế chỗ cho các tín
hiệu đau đớn, do đó loại trừ đi kích thích đau đớn. Hiện tượng này giải thích
được lý do tại sao việc xoa lớp da quanh vết thương giúp người ta giảm bớt cảm
giác đau đớn: các kích thích chế ngự do việc xoa ngoài da có thể lấn át các
kích thích đau đớn. Tương tự, động tác gãi có thể làm giảm bớt cơn ngứa (về mặt
kỹ thuật được xếp vào loại kích thích đau đớn).

Cách thứ hai theo
đó cánh cổng có thể được khởi động bởi chính bản thân não bộ. Não bộ có thể
đóng được chiếc cổng ấy bằng cách gởi đi một tín hiệu xuống tủy sống đến khu
vực bị thương, ra lệnh giảm bớt hoặc xoa dịu cảm giác đau đớn. Nhờ đó, các
chiến binh bị thương tích trong chiến đấu có thể không cảm thấy đau đớn tình
huống này tuy đáng ngạc nhiên nhưng có thật ở hơn phân nửa số người bị thương
trong chiến trận. Hiện tượng không cảm thấy đau đớn xảy ra có lẽ vì các binh sĩ
ấy cảm thấy niềm an ủi là vẫn còn sống đến mức não bộ của họ gởi một tín hiệu
đến vùng bị thương ra lệnh đóng cánh cổng cảm giác đau đớn.

Tương tự, lý thuyết
cổng kiểm soát có thể lý giải được các dị biệt về mặt văn hóa đối với vấn đề
cảm nhận đau đớn. Một số khác biệt này làm chúng ta ngạc nhiên. Thí dụ, những
người tham dự nghi thức hành lễ “xiên lin” ở Ấn Độ dùng các móc thép xuyên vào
dưới da và các bắp thịt ở lưng. Trong suốt buổi lễ, họ treo người lủng lẳng
trên một chiếc cột bằng những chiếc móc thép ấy. Sự kiện này dường như để gây
ra sự đau đớn giằn vật chứ không nhằm tạo ra tâm trạng cầu nguyện và hưng phấn.
Nhưng thực tế, khi các móc thép được rút ra thì các vết thương lành lại nhanh
chóng. Và sau đó hai tuần lễ hầu như không để lại dấu vết nào cả.

Lý thuyết cổng kiểm
soát cho rằng tình trạng không biết đau này do một tín hiệu từ não bộ của người
hành lễ đã ra lệnh bít kín các đường thần kinh cảm giác đau đớn. Lý thuyết này
cũng có thể lý giải được hiệu nghiệm của khoa châm cứu (acupuncture), một kỹ
thuật cổ truyền của Trung Hoa dùng các kim nhọn cắm vào nhiều nơi trên cơ thể.
Cảm giác do các mũi kim ấy gây ra có thể đóng cánh cổng dẫn đến não bộ làm giảm
đi cảm giác đau đớn. Các chất giảm đau tự nhiên phát sinh trong cơ thể như
endorphin (đã bàn ở chương 2) cũng như các tình cảm tích cực và tiêu cực đều
đóng một vai trò đáng kể trong việc mở và đóng cánh cổng ấy.