Nghiên cứu khoa học đã xác nhận sự tồn tại của một hệ thống "xử lý nước thải" trong não bộ, nếu thiếu hệ thống này, não của bạn sẽ bị ngập trong "rác".

Trong một nghiên cứu gần đây đăng trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Hoa Kỳ, các nhà khoa học đã lần đầu tiên ghi lại hình ảnh của hệ thống glymphatic trong não người, chứng minh sự hiện diện của các kênh giống như "hệ thống xử lý nước thải" trong bộ não, giúp cho tâm trí trở nên tỉnh táo sau mỗi giấc ngủ.

Chịu trách nhiệm điều khiển toàn bộ cơ thể, não người thường được so sánh với nhiều hệ thống máy móc phức tạp, giống như vi xử lý CPU của máy tính, mạng lưới điều hành nội bộ hay thậm chí là thư viện, với những nếp nhăn như những giá sách lưu trữ ký ức.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu mới đăng trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Hoa Kỳ, bộ não của chúng ta được hình dung như một thành phố thu nhỏ, với mạng lưới kênh rạch dẫn nước phức tạp.

Trên thực tế, đây chính là những gì mà bác sĩ nhìn thấy khi thực hiện phẫu thuật mở sọ não. Sự thật là bộ não của chúng ta ngập trong nước. Cụ thể hơn, đó là một hỗn hợp chất lỏng gọi là dịch não tủy (cerebrospinal fluid - CSF).

Bộ não chìm trong nước

Dịch não tủy là một chất lỏng trong suốt, chứa các ion, protein, glucose cùng với các chất dinh dưỡng. Nó liên tục được sản xuất, lưu thông và hấp thụ trở lại vào máu để duy trì môi trường xung quanh não luôn ổn định.

Chất lỏng này có tác dụng bảo vệ não khỏi các tác động cơ học, như những cú va chạm từ bên ngoài. Nếu bạn vô tình ngã và đập đầu vào tường mà không bị tổn thương, hãy cảm ơn dịch não tủy của mình.

Hơn nữa, dịch não tủy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng áp lực bên trong hộp sọ, đảm bảo các hoạt động sinh lý của bạn diễn ra bình thường. Nó cũng là môi trường cung cấp dinh dưỡng và năng lượng cho các tế bào não. 

Dịch não tủy giúp vận chuyển chất dinh dưỡng từ máu vào từng neuron thần kinh, cho phép bạn suy nghĩ và hoạt động bình thường.

Tuy nhiên, một chức năng vô cùng quan trọng khác của dịch não tủy là loại bỏ chất thải, nếu thiếu chức năng này, não bộ sẽ bị đình trệ. 

Mọi tế bào, bao gồm cả các neuron thần kinh, khi hoạt động và trao đổi chất đều tạo ra chất cặn bã. Nếu những chất này không được đào thải liên tục, não sẽ giống như một thành phố bị ngập lụt. 

Giao thông trong não sẽ bị đình trệ, khiến bạn không thể suy nghĩ một cách minh mẫn. Rác thải ở đây là những mảnh protein và tế bào chết tích tụ, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh thần kinh như chứng mất trí nhớ hay Alzheimer.

May mắn thay, dịch não tủy mỗi ngày giúp chúng ta loại bỏ tất cả những chất cặn bã đó. Nhưng hệ thống thoát nước của "thành phố não bộ" hoạt động như thế nào?

Chỉ đến gần đây, các nhà khoa học mới có những hiểu biết cụ thể về điều này. Nghiên cứu mới trên PNAS đã lần đầu tiên chụp được hình ảnh của "hệ thống cống rãnh" bên trong não bộ, và những phát hiện này sẽ làm các nhà khoa học bất ngờ.

Bên trong não bộ tồn tại một hệ thống xử lý nước thải

Từ lâu, các nhà khoa học đã đề xuất giả thuyết về một mạng lưới dẫn đường trong não có khả năng loại bỏ các protein rác, theo phó giáo sư, tiến sĩ Juan Piantino, một nhà khoa học thần kinh tại Đại học Y khoa Oregon.

Ý tưởng này được nhóm nghiên cứu từ Đại học Rochester đề xuất lần đầu vào năm 2012. Họ cho rằng nếu não bộ không thể loại bỏ chất thải, chất thải sẽ tích tụ và gây ra các bệnh như Alzheimer và các dạng mất trí nhớ khác.

Vì vậy, bên trong não chúng ta phải có một hệ thống kênh dẫn chất thải ra ngoài, tương tự như hệ thống bạch huyết của cơ thể, và đó cũng phải là một phần của hệ thống miễn dịch. 

Để chứng minh điều này, các nhà nghiên cứu tại Rochester đã thực hiện phẫu thuật não trên những con chuột và đã tìm thấy các kênh dẫn này.

Hệ thống dẫn nước thải ra khỏi não chuột đã được ghi lại bằng hình ảnh và video trong thời gian thực, cho thấy quá trình loại bỏ các mảnh protein ra khỏi não chuột. 

Các nhà khoa học đã đặt tên cho hệ thống này là "hệ thống thanh thải glymphatic", kết hợp giữa glial để chỉ các tế bào thần kinh đệm (vì hệ thống này hoạt động dựa trên chúng) và lymphatic là hệ bạch huyết (do chất thải từ não chuột được dẫn qua các kênh bạch huyết).

Tuy nhiên, từ năm 2012 đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể chứng minh rằng hệ thống thanh thải glymphatic cũng tồn tại ở não người, vì đơn giản là chúng ta không thể thực hiện phẫu thuật trên não người như trên chuột.

Việc không thể quan sát được các kênh dẫn nước thải trong não người đã dẫn đến nhiều tranh cãi trong cộng đồng khoa học. Một số nhà khoa học cho rằng nếu hệ thống này có ở chuột, thì rất có khả năng nó cũng có ở người, vì chuột và con người chia sẻ đến hơn 80% bộ gen.

Ngược lại, một số ý kiến khác cho rằng điều này chưa chắc. 20% bộ gen còn lại có thể quyết định sự khác biệt giữa não chuột và não người, và chúng ta chưa chắc đã sở hữu hệ thống thanh thải glymphatic giống như loài chuột. Họ chỉ tin khi thực sự thấy được hình ảnh chụp của nó.

"Tôi cũng luôn có những hoài nghi về điều này, và vẫn còn rất nhiều người khác cũng vậy, họ chưa tin vào điều đó", tiến sĩ Piantino chia sẻ. "Điều này làm cho phát hiện của chúng tôi trở nên đặc biệt".

Đây là lần đầu tiên hệ thống glymphatic trong não người được ghi lại bằng hình ảnh

Để thực hiện điều này, tiến sĩ Piantino đã thu hút 5 bệnh nhân tham gia vào các ca phẫu thuật não tại Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon. Những bệnh nhân này đều bị khối u thần kinh và cần phẫu thuật mở sọ hoặc nội soi qua xoang mũi.

Trong các ca phẫu thuật, bác sĩ cần loại bỏ một phần dịch não tủy của bệnh nhân. Sau khi cắt bỏ khối u và hoàn tất phẫu thuật, dịch não tủy sẽ được bơm trở lại vào não.

Tiến sĩ Piantino đã tận dụng quy trình này, với sự đồng ý của bệnh nhân, ông đã thêm vào hỗn hợp dịch não tủy một chất cản từ gọi là gadolinium. Chất này không gây hại cho sức khỏe và phát sáng dưới máy chụp cộng hưởng từ MRI, cho phép các nhà khoa học quan sát dòng chảy của dịch não tủy trong não.

Bệnh nhân sau khi nhận dịch não tủy có gadolinium sẽ được chụp cộng hưởng từ ở ba thời điểm khác nhau: 12 giờ, 24 giờ và 48 giờ sau phẫu thuật. Kết quả cho thấy dịch não tủy không khuếch tán đều trong các mô não, mà di chuyển theo dòng, dọc theo các đường dẫn và đi qua các khoảng không quanh mạch máu, tạo thành các "kênh" rõ ràng trên phim.

"Bạn có thể quan sát những khoảng tối xung quanh mạch máu trong não trở nên sáng hơn", Erin Yamamoto, đồng tác giả nghiên cứu và là bác sĩ nội trú chuyên ngành phẫu thuật thần kinh tại Trường Y OHSU cho biết. "Nó khá tương đồng với hình ảnh mà nhóm nghiên cứu từ Rochester đã công bố ở chuột".

Không còn nghi ngờ gì nữa, các kênh này chính là hệ thống glymphatic trong não người. "Chưa có ai chứng minh sự tồn tại của chúng trước đây", tiến sĩ Piantino cho biết. "Điều này cho thấy dịch não tủy không chỉ vào não một cách ngẫu nhiên, như thể bạn thả một miếng bọt biển vào xô nước. Mà dịch não tủy thực sự di chuyển qua những kênh này".

Giữ cho hệ thống thoát nước của não được khỏe mạnh, cũng đồng nghĩa với việc duy trì sự minh mẫn cho não bộ

Không chỉ đơn thuần là đi vào não, các mạng lưới trao đổi dịch não tủy còn là con đường loại bỏ các chất cặn bã do quá trình trao đổi chất của tế bào trong não sản sinh ra. Các chất thải này bao gồm các protein như amyloid và tau, đã được chứng minh là nguyên nhân gây ra các cục và rối loạn trong hình ảnh não của bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer.

"Mọi người đều nghĩ rằng những khoảng không xung quanh mạch máu là rất quan trọng, nhưng điều đó chưa từng được xác nhận", tiến sĩ Piantino cho biết. "Bây giờ thì điều đó đã được chứng minh".

Các nhà khoa học nhận định rằng phát hiện mới này có thể giúp họ phát triển các loại thuốc nhằm điều chỉnh hoạt động của hệ thống thanh thải glymphatic, hứa hẹn hỗ trợ điều trị nhiều bệnh nhân mắc các căn bệnh thần kinh như Alzheimer hoặc các dạng mất trí khác.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc duy trì lối sống lành mạnh đóng góp vào hiệu quả hoạt động của hệ thống glymphatic. Những nghiên cứu trước đây trên chuột cho thấy các ống dẫn chất thải ra khỏi não hoạt động mạnh hơn tới 60% vào ban đêm khi ngủ.

Càng ngủ sâu và ngon, các chất cặn bã trong não càng được loại bỏ nhanh chóng và sạch sẽ. Đó là lý do tại sao bạn có thể thức dậy với một tâm trí hoàn toàn tỉnh táo và sảng khoái.

Thực tế, giấc ngủ không chỉ giúp cơ thể nghỉ ngơi, nạp lại năng lượng, mà còn giúp não bộ trở nên "trong sạch" hơn theo đúng nghĩa đen. Hãy hình dung về những con kênh chứa đầy rác thải trong thành phố, sau một đêm mưa lớn, chúng sẽ được rửa sạch và nước sẽ trở lại xanh trong.

Vì vậy, bí quyết để có một bộ não khỏe mạnh và sạch sẽ chính là chăm sóc giấc ngủ của bạn. Hãy cố gắng đi ngủ đúng giờ và ngủ đủ từ 7-9 tiếng mỗi đêm. Giữ cho phòng ngủ tối và yên tĩnh, cùng với nhiệt độ phòng thích hợp sẽ giúp bạn dễ dàng vào giấc ngủ sâu hơn.

Ngoài ra, bạn nên hạn chế sử dụng các thiết bị điện tử phát ra ánh sáng xanh như điện thoại, TV, máy tính trước giờ đi ngủ. Đặc biệt, hãy tránh uống các đồ uống có caffeine như trà, trà sữa, cà phê vào buổi tối.

Một chế độ dinh dưỡng cân bằng, phong phú về các chất dinh dưỡng kết hợp với việc tập luyện thường xuyên sẽ giúp bạn có giấc ngủ sâu và ngon hơn. Bằng cách chăm sóc giấc ngủ và điều chỉnh lối sống tích cực, bạn có thể tối ưu hóa hoạt động của hệ glymphatic, giữ cho não bộ luôn sạch sẽ, từ đó bảo vệ sức khỏe hệ thần kinh của mình.