PHÁT HIỆN MỚI CỦA NGÀNH THẦN KINH HỌC: NÃO NGƯỜI CÓ KHẢ NĂNG TÁI TẠO?

P.V

Theo Der Spiegel

Các nhà nghiên cứu loài linh trưởng đang lật ngược lại một nguyên lý của ngành thần kinh: cả những bộ não đã trưởng thành vẫn thường xuyên sản xuất ra các tế bào thần kinh.

Cứ quá chén một đêm, người ta sẽ bị con ma men cướp đi hàng ngàn tế bào thần kinh. Song theo các nhà khoa học, điều còn khủng khiếp hơn nữa là bộ não của chúng ta không có khả năng thay thế, dù chỉ một tế bào thần kinh duy nhất trong số các tế bào bị chất cồn "thảm sát". Chỉ một thời gian ngắn sau khi được sinh ra, quá trình phân chia và sinh sản tế bào trong não trẻ sơ sinh sẽ kết thúc, bộ não đã trưởng thành sẽ không còn tạo ra một tế bào thần kinh nào mới nữa. Đó là quan điểm phổ biến của các nhà thần kinh học từ trước đến nay. Mặc dầu trước đây một vài năm, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy hiện tượng tái tạo tế bào thần kinh mạnh mẽ ở chim chóc và loại gặm nhấm, song họ chỉ coi đây là hiện tượng đặc biệt. Việc trong bộ não cao cấp như não khỉ lại tồn tại một quá trình liên tục mọc lên và chết đi của các tế bào thần kinh là điều nằm ngoài sức tưởng tượng của mọi người.

Bây giờ thì chú khỉ lông tai trắng trong rừng nguyên thủy Brazil đã bẻ gãy luận thuyết lâu đời đó. Một nhóm nghiên cứu Đức - Mỹ khi tìm tòi trong bộ não loài khỉ này đã phát hiện những tế bào thần kinh mới mọc ở vùng Hippocampus. "Với một xác suất nhất định - Eberhard Fuchs của Trung tâm nghiên cứu loài khỉ nước Đức tại Goettingen nói - cả não người cũng thường xuyên tạo ra các tế bào thần kinh mới". Các nhà khoa học đã tiêm cho đám khỉ một hợp chất đánh dấu, có khả năng xâm nhập vào thông tin di truyền trong quá trình phân chia tế bào. Hai tiếng đồng hồ sau khi tiêm, người ta "hóa kiếp" một số con vật thử nghiệm và cắt não của chúng thành những lát mỏng. Dưới ống kính hiển vi hiện lên rất nhiều những tế bào mới được đánh dấu, song vẫn chưa có những đặc điểm của tế bào thần kinh. Ba tuần lễ sau đó, khi các nhà nghiên cứu tiến hành khám xét những con khỉ còn lại, 80% tế bào mới đã tiếp tục phát triển thành những tế bào thần kinh hoạt động bình thường.

Lò sản xuất ra các tế bào não là một phần của khu vực Hippocampus được gọi là Gyrus dentatus (nếp nhăn hình răng cưa), nơi chắc chắn đang chứa những nhóm tế bào có khả năng tiếp tục phân chia. Mặt khác, đám khỉ lông tai trắng không liên tục tăng khối lượng não của chúng, mà trong cùng thời gian và số lượng, chúng cũng mất đi những tế bào thần kinh đã già. Theo Eberhard Fuchs, khoảng chừng 0,5% cho tới 1% tất cả các tế bào não trong Gyrus dentatus được trao đổi mỗi ngày.

Hiện thời các nhà khoa học đang tìm xem yếu tố nào đã duy trì quá trình phát triển tế bào này và có thể, họ sẽ mở ra những con đường chữa trị mới cho bệnh tắc mạch máu não hoặc kìm hãm quá trình tiêu hủy tế bào, nguyên nhân gây ra bệnh Parkinson. "Nếu biết được cơ chế của việc tái tạo tế bào thần kinh - Eberhard Fuchs hy vọng - có thể chúng ta sẽ kích thích được sự tái tạo tế bào thần kinh trong cả những vùng não khác".

Hiện thời, các nhà nghiên cứu bộ não thậm chí vẫn còn chưa biết quá trình "cải lão hoàn đồng" các tế bào thần kinh nhằm mục đích gì. Nhiều giả thuyết được đưa ra về địa điểm của nơi sản sinh ra các tế bào - tức khu vực Hippocampus - nơi đóng vai trò chìa khóa quá trình học hỏi và ghi nhớ. Nếu Hippocampus bị phá hủy thì nạn nhân vẫn còn khả năng nhớ lại những sự kiện đã xảy ra từ xưa, song những kinh nghiệm và cảm xúc mới mẻ lại không lọt được vào trí nhớ dài hạn. Nạn nhân như vậy có thể ghi nhớ một con số bằng cách luôn mồm lẩm bẩm con số này. Song chỉ cần bị đánh lạc hướng một lúc, anh ta sẽ không chỉ quên ngay đi con số mà quên cả việc anh ta phải nhớ nó.

Theo nhà nghiên cứu hành vi người Mỹ Fernando Nottobohm, vùng Hippocampus đóng vai trò bộ nhớ tạm thời nhưng với dung lượng có hạn. Để tạo chỗ cho động tác hồi tưởng trong thời gian ngắn, nó phải thải đi những tế bào thần kinh đã già chứa những thông tin được xếp vào trong đó. Những tế bào thần kinh mới sẽ xuất hiện để thay thế.

Trước đây mười năm, Fernando Nottobohm đã phát hiện chim bạch yến đực luôn sản sinh tế bào thần kinh mới theo mùa. Cứ mỗi khi xuân tới, một số vùng nhất định trong não chim phình to lên, bởi vì những con đực lúc đó phải đối mặt với thử thách: dùng nghệ thuật ca hát để quyến rũ cho được con cái. Sau thời gian ấp trứng, số lượng tế bào thần kinh của chim lại giảm xuống bởi bộ não lớn sẽ chỉ là vật cản không cần thiết trong quá trình bay lượn. Các chàng ca sĩ lại quên đi những giai điệu của mình để rồi sang mùa xuân tới - khi được cung cấp những tế bào thần kinh mới - chúng lại cất tiếng hát những bài ca hoàn toàn khác. Ngược lại, bộ não của con chim sẻ ngô Chickadee vùng Bắc Mỹ lại to lên trong mùa thu, khi thức ăn trở nên khan hiếm. Lúc đó, chúng cần tới trí nhớ và khả năng định hướng: những con chim phải bay qua những khoảng đất lớn hơn để đi tìm thức ăn, phải biết cất dấu thức ăn cho mùa đông và nhớ vị trí của những kho dự trữ này. Để đạt được mục đích đó, bộ não của con chim phải trải qua thời kỳ cải lão hoàn đồng trong tháng mười, một phần rất lớn các tế bào thần kinh trong khu vực Hippocampus sẽ được thay thế bằng tế bào thần kinh mới. Đối với những con chim nuôi trong lồng, quá trình thay đổi tế bào thần kinh vào mùa thu khiêm tốn hơn nhiều.

Việc thay đổi tế bào thần kinh - kể cả ở loài chuột - sẽ gây tác động tốt đối với bộ não, đã được cả Gerd Kemperman và Fred Gage của Viện nghiên cứu sinh học Salk tại California quan sát. Các nhà thần kinh học đã giữ một vài con chuột thử nghiệm trong những chiếc lồng chật hẹp, những con chuột khác được nuôi dưỡng thoải mái trong khu lồng rất lớn đầy chỗ ẩn nấp và còn được giải trí bằng những bánh xe. Bộ não chuột sau khi chết đã cho thấy sự khác biệt rõ ràng: mặc dù tế bào chủ trong Gyrus dentatus đều phân chia với tốc độ bằng nhau ở tất cả các con vật, song ở những con được thoải mái đùa chơi, tỷ lệ sống sót của tế bào thần kinh mới sinh cao gấp hai lần.

Bộ não không chỉ chịu ảnh hưởng của những điều kiện dễ chịu, mà cả những sự kiện u ám nữa. Chỉ một tình trạng căng thẳng ngắn hạn - theo kết quả quan sát khỉ lông tai trắng của Eberhard Fuchs và đồng nghiệp - cũng đủ làm quá trình tái tạo trong bộ não bị tê liệt. Trong một loạt cuộc thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đưa đám khỉ vào lồng của những con khỉ lạ. Đối với đám khỉ mới vào, đây là một tình trạng hãi hùng. Một tiếng đồng hồ trong sợ hãi đủ để giảm số lượng tế bào thần kinh mới được đào tạo xuống 1/3.

Phải chăng số lượng các tế bào thần kinh trong bộ não con người cũng giảm xuống dưới sức ép của stress? Phải chăng khủng hoảng trong cuộc sống vợ chồng hoặc cãi cọ tại văn phòng cũng ảnh hưởng đến khả năng sáng tạo? "Chúng tôi không biết - Eberhard Fuchs nói - Song có một dấu hiệu: khu vực Hippocampus của người mắc bệnh trầm cảm kinh niên hoặc những bệnh nhân tâm thần đã bị thu nhỏ hẳn lại. Có thể bộ não của chúng ta không muốn nhớ lại chính xác những thời kỳ đen tối đã qua".