Tác giả: Joy Y. Wan (18/7/2018)
Nguồn: http://thedishonscience.stanford.edu/posts/solving-the-mystery-of-sleep/
RẤT NHIỀU CÂU HỎI (VÀ VÀI CÂU TRẢ LỜI) VỀ MỘT PHẦN CƠ BẢN NHƯNG QUÁ QUAN TRỌNG CỦA CUỘC SỐNG.
Bây giờ là 7 giờ sáng, chuông báo thức của bạn kêu vang, và bạn biết đến lúc phải tới trường… Nhưng bạn chọn bấm vào nút “hoãn báo thức” và ngủ tiếp. Hoặc đã đến lúc phải đi làm nên bạn ra khỏi giường và đi vào nhà bếp, đi thẳng đến máy pha cà phê vì bạn biết bạn sẽ cần chút caffeine để giữ tỉnh táo. Đêm đó, bạn cảm thấy mệt và quyết định đi ngủ (Hoặc với những người hay thức khuya, sẽ vẫn tiếp tục với thêm vài ly cà phê nữa).
Có phải kỳ lạ không khi bạn phải thức dậy rồi lại đi ngủ, ngày này qua ngày khác? Bạn có từng tự hỏi thậm chí vì sao bạn cần đi ngủ, hoặc thứ gì đã xảy ra lúc bạn ngủ? Tất cả chúng ta đều có cảm thấy một cách trực cảm rằng giấc ngủ là quan trọng. Nếu ta ngủ ít hơn lượng ta cần, hẳn ta sẽ khó mà tập trung được vào công việc hay lái xe. Chúng ta dành một phần đáng kể thời gian của ta vào việc ngủ – Tính trung bình, chúng ta sẽ mất khoảng một phần ba đời mình chỉ để ngủ!
Dù cho khoảng thời gian vô cùng lớn ta đã dành cho việc ngủ mỗi đêm lẫn tầm quan trọng của nó đến sự tồn tại của chính chúng ta và cho cả những hoạt động ngày này qua ngày khác, chúng ta vẫn chẳng biết nhiều về giấc ngủ. Ví dụ một thứ, ta hầu như chẳng rõ tại sao ta ngủ. Đã có bốn ý kiến khá thuyết phục đã đưa ra để trả lời cho câu hỏi vì sao ta ngủ: Để sửa lại những tế bào bị hư tổn bởi những phân tử có hại; để bổ sung năng lượng cho cơ thể để ta sử dụng lúc thức giấc; để làm sạch thêm nhiều nữa những kết nối thần kinh trong não; và để củng cố việc học hành lẫn trí nhớ. Trong khi chúng ta đều có bằng chứng chứng minh cho tất thảy những giả định đó, chúng ta chẳng hề biết liệu chúng có đang đều hợp lý cùng lúc, hoặc thậm chí chỉ là một ý kiến bất kỳ trong số chúng, sẽ bổ sung thêm vào lý do vì sao chúng ta ngủ.
Chúng ta thậm chí cũng chẳng thật sự hiểu cách não bộ kiểm soát giấc ngủ. Để trả lời cho câu hỏi này, chúng ta cần hiểu trước tiên cách chúng ta định nghĩa về giấc ngủ. Chúng ta hiện có hiểu biết về hai quá trình riêng biệt nhưng có liên thông lẫn nhau đang kiểm soát chu kỳ ngủ-tỉnh của mình. Chu trình đầu tiên là hệ thống đồng hồ sinh học vốn kiểm soát khi nào ta thức dậy vào mỗi sáng và khi nào ta sẽ đi ngủ vào buổi đêm. Chu trình thứ hai là hệ thống cân bằng nội môi trong lúc ngủ vốn sẽ kiểm soát cơ chế cân bằng trong giấc ngủ của ta. Về cơ bản, chúng ta thức càng nhiều, chúng ta sẽ càng muốn đi ngủ. Vì vậy để trả lời cho câu hỏi não bộ đã kiểm soát giấc ngủ bằng cách nào, các nhà nghiên cứu đã hứng thú đi tìm những loại gene, phân tử và cả loại tế bào thần kinh nào sẽ chịu trách nhiệm kiểm soát đồng hồ sinh học và cả chu trình cân bằng nội môi.
Một cách lý tưởng, chúng ta luôn muốn tìm hiểu trực tiếp cách giấc ngủ được điều hòa trong cơ thể. Tuy nhiên, chúng ta chẳng thể thực hiện được điều này cách dễ dàng vì những giới hạn về mặt thí nghiệm: Ví như, hãy tưởng tượng ta sẽ làm một người trở nên thiếu ngủ rồi sẽ kích thích não anh ấy/cô ấy để phân tích xem phân tử hay tế bào thần kinh nào đang còn hoạt động! Để tránh những vấn đề này, chúng ta sẽ sử dụng những sinh vật mẫu vốn có thể dễ dàng làm việc cùng nhưng lại có những đặc tính lúc ngủ tương tự như của chúng ta. Một cách kỳ diệu, các nhà nghiên cứu đã quay sang những chú ruồi giấm hiền lành cho sự nỗ lực lần này. Vâng, ruồi giấm thực sự có não! Và cũng đúng luôn, ruồi giấm có thực sự ngủ!
Trong thực tế, khi chúng ngủ, chúng sẽ thay đổi tư thế, giúp tăng cường ngưỡng kích thích (Nghĩa rằng sẽ khó đánh thức chúng hơn), và chu trình bất động này có thể kéo dài nhiều giờ. Điều thậm chí còn thú vị hơn là những chú ruồi và con người vốn cùng chia sẻ nhiều đặc tính tương tự nhau khi ngủ. Lấy ví dụ, ruồi ngủ vào ban đêm và cũng có xu hướng ngủ trưa. Nếu ruồi thiếu ngủ, chúng sẽ cố ngủ bù vào ngày hôm sau, và cũng sẽ thể hiện khá kém trong các bài kiểm tra trí nhớ. Chúng thậm chí còn nhạy cảm với những chất kích thích cũng giống chúng ta. Như việc con người uống cà phê để giữ tỉnh táo, chất caffeine cũng giúp ruồi tỉnh táo, hệt như thế!
Vậy bằng cách nào chúng ta có thể nghiên cứu loại gene, loại phân tử hay tế bào thần kinh nào đang kiểm soát giấc ngủ của ruồi giấm? Rất phổ biến, cách tiếp cận hiệu quả là thao túng các gene hoặc các hoạt động thần kinh của ruồi để xem điều gì sẽ thay đổi giấc ngủ của chúng. Như đã nói phía trước, ruồi và con người chia sẻ rất nhiều đặc điểm giống nhau khi ngủ. Như việc con người thấy khó ngủ vì chứng mất ngủ (Insomnia), các nhà nghiên cứu cũng có thể tạo ra những chú ruồi đột biến cũng không thể ngủ. Phòng thí nghiệm của Dragana Rogulja ở Harvard, lấy ví dụ, đã nghiên cứu những chú ruồi mất ngủ này để tìm ra loại gene đã kiểm soát cách một chú ruồi ngủ thiếp đi cũng như cách chúng chìm trong giấc ngủ.
Ngoài việc xác định ra các loại gene, các nhà nghiên cứu ở đại học Johns Hopkins đã kích thích lên các mạch thần kinh điều hòa giấc ngủ. Phòng thí nghiệm của Mark Wu đã tìm ra một nhóm các tế bào thần kinh, gọi là tế bào thần kinh R2, vốn sẽ kiểm soát cơ chế ngủ ở ruồi. Khi họ kích hoạt tính di truyền ở các tế bào thần kinh R2 này, những chú ruồi giấm bắt đầu chìm vào giấc ngủ, và thậm chí sẽ tiếp tục ngủ trong nhiều giờ sau khi các tế bào được kích hoạt. Những nhà nghiên cứu sau đó đã kích hoạt những tế bào thần kinh ở những chú ruồi thiếu ngủ để xem việc loại bỏ những hoạt động thần kinh R2 sẽ tác động thế nào đến giấc ngủ. Thông thường, những chú ruồi thiếu ngủ sẽ ngủ nhiều hơn, gọi là giấc ngủ hồi phục, để bù cho việc nợ ngủ. Khi các tế bào thần kinh R2 được tắt đi ở những chú ruồi thiếu ngủ, tuy vậy, chúng vẫn ngủ bù ít hơn. Điều này có nghĩa rằng những tế bào thần kinh R2 là rất quan trọng trong việc giúp đỡ những chú ruồi ngủ nhiều hơn so với khi chúng được tắt đi.
Bằng cách sử dụng một kỹ thuật đặc biệt để quan sát những tế bào thần kinh ở động vật sống, nhóm của tiến sĩ Wu cũng đã phát hiện ra những tế bào thần kinh R2 đã hoạt động tích cực hơn ở những chú ruồi thiếu ngủ và trở nên kém tích cực đi sau 24 giờ ngủ phục hồi. Những kết quả này thật phấn khởi vì chúng đã đưa ra nhận định rằng sự thay đổi hoạt động ở một nhóm tế bào thần kinh riêng biệt sẽ kiểm soát cơ chế toàn giấc ngủ.
Nhưng việc tìm ra điều gì đang kiểm soát giấc ngủ vẫn chưa phải một kết cục của câu chuyện. Động lực chính cho việc nghiên cứu giấc ngủ ở ruồi giấm chính là sự hiểu biết về cách chúng ta sẽ chữa trị cho chứng ruối loạn giấc ngủ ở người và những căn bệnh khác có liên quan tới những vấn đề về giấc ngủ. Một nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng việc thiếu ngủ ở những chú ruồi non sẽ tác động lên sự phát triển não bộ, vốn cho rằng việc ngủ trong suốt thời thơ ấu là cực kỳ quan trọng cho việc giữ cho những chú ruồi đói được tỉnh táo. Kết quả này đã nối kết những giấc ngủ đều đặn với quá trình trao đổi chất và cũng chỉ ra khả năng chính việc thiếu ngủ ở người đã dẫn đến các chứng rối loạn trao đổi chất như béo phì và tiểu đường.
Những nghiên cứu này ở ruồi giấm là cực kỳ quan trọng vì khả năng cao chúng đã chỉ ra điều gì đang diễn ra ở cấp độ gene và phân tử trong suốt quá trình ngủ ở động vật, việc tìm ra điều đó có thể đúng cho cả con người. Những kết quả đó cũng là vô cùng mạnh mẽ vì chúng đã cùng cố những hiểu biết mang tính trực giác của chúng ta về giấc ngủ. Giấc ngủ cũng ảnh hưởng lên nhiều chu trình quan trọng đối với sức khỏe, như quá trình phát triển và trao đổi chất. Sự thật rằng việc phá hỏng những giấc ngủ thực có tác động lên những loài vật cách xa loài người như ruồi giấm đã nói lên tầm quan trọng về mặt tiến hóa của giấc ngủ cũng như mối liên hệ cổ xưa của chúng đến với sức khỏe của chúng ta. Chúng ta cần có những hiểu biết xa hơn về khoa học phía sau giấc ngủ và cách để chữa trị chứng rối loạn giấc ngủ ở người. Cùng với rất nhiều những hứng thú khi nghiên cứu về giấc ngủ, các nhà khoa học hiện tại đã chọn nghiên cứu mạnh mẽ hơn nữa và sẽ ngủ… sau vậy.
10 DE LANGUAGE 