Sự sản sinh tế bào thần kinh ở vùng hồi hải mã của não người dừng lại sau thời thơ ấu (Phần 1)  


Nguyễn Huỳnh Thanh Tuấn biên dịch và tổng hợp

Các nhà khoa học đang tranh cãi về việc liệu rằng phát hiện này có thể “lật đổ” một quan niệm phổ biến đã tồn tại trong 20 năm qua.

“Hòn đá tảng” của ngành khoa học thần kinh trong hơn nửa thế kỷ

Một trong những vấn đề được tranh luận nhiều nhất ở lĩnh vực khoa học thần kinh trong hơn nửa thế kỷ qua xung quanh việc trả lời câu hỏi liệu rằng não người có thể tự hồi phục bằng cách sản sinh ra các tế bào thần kinh mới trong suốt đời sống của cá thể hay không, và liệu rằng chúng ta có thể “trẻ hóa” bộ não của mình bằng cách kích thích khả năng tái tạo của não bộ hay không. Và theo một nghiên cứu mới đây thì câu trả lời là không, bởi qua kết quả phân tích, các nhà khoa học nhận thấy rằng sự sản sinh tế bào thần kinh trong giai đoạn trưởng thành, vốn đã được quan sát thấy ở các loài khác, thì lại không xảy ra ở người (1).

Theo đó, các nhà khoa học đến từ Trường đại học California, San Francisco (UCSF) đã chỉ ra rằng sự sản sinh tế bào thần kinh ở vùng hồi hải mã của người giảm dần trong suốt thời thời thơ ấu và không diễn ra ở giai đoạn trưởng thành. Điều làm cho nghiên cứu này được gây được sự chú ý trong giới khoa học một phần là bởi hồi hải mã là một cấu trúc rất phức tạp của não bộ nằm sâu bên trong thùy thái dương và đóng vai trò quan trọng trong quá trình học hỏi và sự ghi nhớ (2). Chính vì lẽ đó mà vùng hồi hải mã dành được sự quan tâm rất lớn từ các nhà khoa học trong quá trình tìm kiếm câu trả lời về việc có hay không sự sản sinh tế bào thần kinh mới ở vùng này.

Chúng tôi phát hiện thấy nếu có sự sản sinh tế bào thần kinh xảy ra ở vùng hồi hải mã ở người trưởng thành, thì đó chắc chắn là một điều rất hy hữu. Do đó, chúng tôi đặt ra những câu hỏi về vai trò của quá trình này trong việc sửa chữa những sai hỏng hay hoạt động chức năng bình thường ở não bộ”, dẫn lời của tiến sĩ Arturo Alvarez-Buylla, đồng thời là giáo sư ngành giải phẫu học thần kinh tại (UCSF), trưởng phòng thí nghiệm của công trình nghiên cứu vừa được đăng trên tạp chí Nature vào ngày 07/03/2018.

Các tế bào thần kinh mới (được đánh dấu màu xanh lá cây) ở vùng hồi hải mã của người tại những thời điểm: mới sinh, 13 tuổi và 35 tuổi (theo thứ tự từ trái sang phải) (1)

Ở loài gặm nhấm và chim sẻ hót, quá trình sản sinh ra tế bào thần kinh mới diễn ra trong suốt đời sống của cá thể, nhưng có người có như vậy không?

Trước kia, từng có một quan niệm cho rằng bộ não ngừng sản sinh ra các tế bào thần kinh mới trước khi chúng ta được sinh ra. Trong những thập niên 1960, qua các nghiên cứu và thí nghiệm trên loài gặm nhấm, tiến sĩ Joseph Altman thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) là người đầu tiên cho rằng tế bào thần kinh có thể được sinh ra ở não trưởng thành của loài hữu nhũ. Thế nhưng, những kết quả từ nghiên cứu của ông đã vấp phải rất nhiều tranh cãi kéo dài mãi đến thập niên 1980, cho đến khi tiến sĩ Fernando Nottebohm thuộc Trường Đại học Rockefeller đưa ra bằng chứng thuyết phục rằng tế bào thần kinh mới vẫn tiếp tục được sinh ra và tham gia vào hoạt động chức năng ở rất nhiều vùng của não bộ trong suốt đời sống của chim sẻ hót. Tại thời điểm ấy, với vị trí là một nghiên cứu sinh ở phòng thí nghiệm của Nottebohm, Alvarez-Buylla cũng đã có đóng góp về việc làm sáng tỏ cơ chế sản sinh tế bào thần kinh trong giai đoạn trưởng thành ở loài chim sẻ hót.

Những phát hiện này đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới ở Viện nghiên cứu Khoa học thần kinh Weill nhằm mục đích hiểu rõ hơn bằng cách nào các tế bào thần kinh mới được sinh ra có thể tham gia vào hoạt động chức năng chung của não bộ và đồng thời khám phá các tiềm năng của những phương pháp trị liệu thông qua việc thúc đẩy sự tái tạo ở não người. Từ đó, các nhà khoa học đã dành rất nhiều công sức để tập trung nghiên cứu vào một vùng thuộc hồi hải mã có tên là hồi răng (DG). Đây chính là nơi sản sinh ra các tế bào thần kinh mới trong suốt đời sống của loài gặm nhấm và được cho là đã giúp loài động vật này có thể hình thành những trí nhớ mới, bên cạnh chức năng về nhận thức.

Những nghiên cứu trên loài gặm nhấm đã cho thấy mức độ sản sinh tế bào thần kinh ở hồi răng giảm dần theo độ tuổi, tuy nhiên quá trình này lại dễ bị ảnh hưởng một số yếu tố, chẳng hạn như sẽ tăng lên khi tập thể dục, nhưng giảm đi khi bị stress. Chính điều này đã hình thành một quan niệm phổ biến rằng chúng ta có thể thúc đẩy sự tái tạo của não bộ bằng một lối sống lành mạnh. Bên cạnh đó, các nghiên cứu trên động vật cũng cho rằng việc thúc đẩy sự sản sinh tế bào thần kinh có thể dùng trong điều trị các rối loạn ở não bộ. Không dừng lại ở đó, các nhà nghiên cứu đi tiên phong trong lĩnh vực này cũng đề xuất rằng các thuốc chống trầm cảm như Fluoxetine (Prozac) có thể hoạt động bằng cách tăng sự sản sinh tế bào thần kinh ở hồi răng.

Bắt đầu vào những năm cuối thập niên 1990, có một số báo cáo đưa những bằng chứng về sự sản sinh tế bào thần kinh ở não người giai đoạn trưởng thành, bằng cách ước tính thời điểm các tế bào được sản sinh ra hoặc bằng cách sử dụng các phân tử đánh dấu để hiển thị các tế bào thần kinh mới sinh hoặc tế bào gốc thần kinh đang phân chia. Tuy nhiên, một vài trong số các báo cáo ấy chỉ dựa trên việc phân tích số lượng mẫu ít ỏi, hiện vẫn còn gây nên nhiều tranh cãi.

Ngoài ra, các nhà khoa học cũng đặt ra câu hỏi liệu rằng việc sử dụng một số ít các marker như vậy trong mỗi nghiên cứu có thật sự đặc hiệu trong việc phát hiện sự có mặt của tế bào thần kinh mới sinh hay không, bởi vì vẫn có khả năng các marker có thể đánh dấu nhầm sang một loại tế bào không phải tế bào thần kinh nhưng vẫn đang phân chia được gọi là tế bào thần kinh đệm (loại tế bào này đã được biết đến với khả năng tái tạo liên tục trong suốt cuộc đời).

Còn tiếp

Tài liệu tham khảo:

1. Shawn F. Sorrells, Mercedes F. Paredes, Arantxa Cebrian-Silla, Kadellyn Sandoval, Dashi Qi, Kevin W. Kelley, David James, Simone Mayer, Julia Chang, Kurtis I. Auguste, Edward F. Chang, Antonio J. Gutierrez, Arnold R. Kriegstein, Gary W. Mathern, Michael, C. Oldham, Eric J. Huang, Jose Manuel, Jose Manuel Garcia-Verdugo, Zhengang Yang, Arturo Alvarez-Buylla. (2018). Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature, 555, 5. doi:10.1038/nature25975

2. Dhikav, Kuljeet Singh Anand and Vikas. (2012). Hippocampus in health and disease: An overview. Annals of Indian Academy of Neurology, 15(4), 8. doi:10.4103/0972-2327.104320

3. Tomohisa Toda, Fred H. Gage. (2017). Review: adult neurogenesis contributes to hippocampal plasticity. Cell and Tissue Research, 17. doi:doi.org/10.1007/s00441-017-2735-4