Buzz
Một nghiên cứu khoa học gây chấn động vừa chứng minh rằng não bộ có thể 'sống lại' sau khi bị đóng băng hoàn toàn. Thành tựu này không chỉ thử thách hiểu biết của chúng ta về sự sống mà còn mở ra khả năng về giấc ngủ đông, điều mà trước đây chỉ xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng.
Một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực khoa học thần kinh vừa được công bố khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Erlangen-Nuremberg (Đức) lần đầu tiên chứng minh rằng hoạt động của não chuột có thể được phục hồi sau khi trải qua trạng thái 'đóng băng sâu' giống như trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng. Nghiên cứu này được đăng tải trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences và mở ra một hướng tiếp cận mới trong việc bảo tồn và phục hồi mô thần kinh.
Ý tưởng về 'cryosleep' hay ngủ đông trong trạng thái đóng băng sâu đã từ lâu trở thành một biểu tượng quen thuộc trong các tác phẩm viễn tưởng, nơi con người có thể ngủ yên hàng năm trời để thực hiện những chuyến du hành vũ trụ kéo dài. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất vẫn là bảo tồn cấu trúc sinh học trước những tổn thương nghiêm trọng do quá trình đóng băng gây ra.
Trong nghiên cứu này, thay vì sử dụng phương pháp đông lạnh truyền thống, nhóm nghiên cứu đã áp dụng kỹ thuật 'thủy tinh hóa' để tránh sự hình thành của các tinh thể băng. Đây là yếu tố quan trọng, vì các tinh thể băng có thể phá hủy màng tế bào và làm hỏng cấu trúc mô, gây tổn thương không thể phục hồi. Phương pháp làm lạnh cực nhanh giúp các phân tử trong mô não giữ nguyên trạng thái giống thủy tinh, bảo vệ cấu trúc vật lý.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm trên các lát não chuột có độ dày 350 micromet. Các mẫu này được xử lý bằng dung dịch bảo quản chuyên dụng trước khi được làm lạnh xuống -320 độ F bằng nitơ lỏng. Sau thời gian bảo quản từ 10 phút đến 7 ngày, các mẫu được rã đông và kiểm tra chi tiết.
Kết quả cho thấy màng tế bào thần kinh và các khớp thần kinh vẫn giữ được cấu trúc nguyên vẹn. Đặc biệt, hiện tượng tăng cường dài hạn tại vùng hồi hải mã, được coi là nền tảng tế bào của học tập và trí nhớ, vẫn được bảo tồn. Điều này chứng tỏ rằng các cơ chế sinh học cốt lõi liên quan đến trí nhớ không bị phá hủy trong quá trình đóng băng.
Không chỉ dừng lại ở cấu trúc, các tế bào thần kinh còn thể hiện khả năng phản ứng với kích thích điện sau khi được rã đông. Mặc dù có một số sai lệch nhất định, hoạt động này vẫn gần như bình thường, củng cố giả thuyết rằng chức năng não có thể phục hồi nếu cấu trúc vật lý được bảo tồn.
Trong cuộc trò chuyện với tạp chí Nature, nhà thần kinh học Alexander German, tác giả chính của nghiên cứu, đã đặt ra câu hỏi quan trọng: nếu chức năng của não phụ thuộc trực tiếp vào cấu trúc vật lý của nó, liệu việc phục hồi cấu trúc có đồng nghĩa với việc phục hồi chức năng? Các kết quả thí nghiệm ban đầu cho thấy câu trả lời có thể là có.
Phát hiện này không chỉ mang tính lý thuyết mà còn mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong y học. Một trong những hướng đi quan trọng là bảo vệ não bộ sau chấn thương nghiêm trọng, nơi mà việc 'đóng băng tạm thời' có thể giúp giảm thiểu tổn thương trước khi tiến hành điều trị. Hơn nữa, kỹ thuật này cũng có thể được áp dụng trong việc bảo quản nội tạng hiến tặng, kéo dài thời gian lưu trữ và tăng cơ hội cứu sống bệnh nhân.
Các nhà khoa học tin rằng nghiên cứu này có thể tạo nền tảng cho việc bảo quản toàn bộ cơ thể động vật có vú trong tương lai. Tuy nhiên, họ cũng nhấn mạnh rằng từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế vẫn còn một chặng đường dài phía trước.
Một trong những thách thức lớn là phát triển các dung dịch thủy tinh hóa hiệu quả hơn, nhằm giảm thiểu độc tính và áp lực thẩm thấu lên tế bào. Bên cạnh đó, công nghệ làm lạnh và rã đông cũng cần được cải tiến để đảm bảo tính đồng nhất, đặc biệt khi áp dụng cho các cơ quan lớn hoặc toàn bộ cơ thể.
Dù vậy, nhóm nghiên cứu đã ghi nhận những tín hiệu tích cực khi thử nghiệm trên mô não người, chứng tỏ khả năng tồn tại sau khi được bảo quản. Đây được xem là một bước tiến quan trọng để tiếp tục mở rộng nghiên cứu trong tương lai.
Hiện tại, giấc mơ về giấc ngủ đông để du hành giữa các vì sao vẫn còn xa vời. Tuy nhiên, những kết quả đạt được từ thí nghiệm này cho thấy khoa học đang tiến gần hơn đến việc biến điều tưởng như không thể thành hiện thực.
