Ảnh: The News

Một tuần sau khi Tổng thống Mỹ Barack Obama công bố dự án nghiên cứu trị giá 100 triệu USD để khám phá những bí ẩn của não bộ,  các chuyên gia thần kinh học thuộc Đại học Stanford, tuyên bố họ đã tìm ra một kỹ thuật mang tính đột phá nhằm giúp bộ não trở nên “trong suốt”. Qua đó, cung cấp cái nhìn chân thực hơn về những chức năng thần kinh ở người bình thường lẫn người mắc các bệnh về tâm thần, từ bệnh tự kỷ đến Alzheimer (sa sút trí tuệ ở người già).

Cho đến nay, giới khoa học chỉ có thể theo dõi các kết nối thần kinh bằng kỹ thuật chụp ảnh cắt lớp não thành nhiều lát mỏng và tiến hành kiểm tra dưới kính hiển vi để lập bản đồ tế bào, rồi dùng máy tính để mô phỏng việc lắp ráp các lớp não lại với nhau và tạo ra một bộ não ảo. Nhưng phương pháp này có thể làm biến dạng các mô cũng như khiến các chuyên gia khó tìm hiểu các kết nối ở những vị trí cách xa nhau, chẳng hạn như giữa vùng vỏ não trước trán và vùng hạch hạnh nhân (amygdala) nằm sâu giữa bộ não.

Trong báo cáo đăng trên trang web của tạp chí Nature, nhóm chuyên gia do Tiến sĩ Karl Deisseroth, Đại học Stanford dẫn đầu cho biết, sở dĩ chúng ta không thể nhìn xuyên thấu bộ não là do nó bị che khuất bởi các màng mỡ bao quanh và hỗ trợ các tế bào. Nhưng nếu tách bỏ lớp màng này, các mô não sẽ nhũn ra. Do đó, Tiến sĩ Deisseroth và các đồng nghiệp đã điều nghiên và phát triển phương pháp mới với tên gọi CLARITY, trong đó sử dụng vật liệu hydrogen để thay thế lớp màng mỡ trong não, giúp bộ não trở nên “trong suốt”, phục vụ cho việc nghiên cứu và chữa bệnh.

Ở nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng não chuột thí nghiệm hoặc não người hiến tặng. Trước tiên, họ ngâm não chuột 3 tháng tuổi vào chậu hydrogen. Những phân tử hydrogen sẽ thấm vào não và thay vào vị trí của lớp màng mỡ được tách bỏ bằng quá trình điện hóa. Khi hydrogen đã vào đúng vị trí, các nhà khoa học làm chúng ấm lên ở nhiệt độ trên thân nhiệt một chút để các phân tử hydrogen kết nối với nhau và tạo thành một lớp màng vững chắc đóng vai trò như màng mỡ bao quanh bộ não trước đó. Sau 8 ngày, các nhà khoa học đã có được điều mà họ mong muốn, đó là một bộ não chuột trong suốt và nguyên vẹn, cho phép họ nhìn thấy các cấu trúc lớn như vùng đồi thị (thalamus) và thân não (brainstem), vỏ não và vùng chân hải mã (hippocampus) bằng mắt thường.

Khi dùng kính hiển vi để quan sát, nhóm nghiên cứu còn nhìn thấy phần chất trắng trong não, vốn là cầu nối dẫn truyền thần kinh trong não, mang tín hiệu từ tế bào thần kinh này đến tế bào thần kinh khác ở cách xa nhau để thực hiện các chức năng thần kinh khác nhau. Một đoạn video mô tả hành trình khám phá não chuột trong nghiên cứu này ở dạng 3D cũng đã được các nhà khoa học đăng tải trên trang Youtube. Điều quan trọng nữa là vật liệu hydrogel không chỉ trong suốt mà còn có tính chất thẩm thấu, cho phép các nhà khoa học sử dụng thuốc nhuộm và các phân tử huỳnh quang phủ lên một vùng não hay tế bào não nào đó, giúp chúng phát sáng từng phần khi được chiếu bằng ánh sáng đặc biệt, phục vụ cho nghiên cứu.

Đặc biệt hơn nữa là phương pháp CLARITY cũng có tác dụng khi thực nghiệm trên não người. Theo đó, các nhà khoa học đã dùng CLARITY phân tích não người (hiến tặng) để so sánh sự khác biệt giữa người mắc chứng tự kỷ và người bình thường. Mặc dù đã được ngâm trong dung dịch bảo quản hơn 6 năm, nhưng phương pháp mới đã giúp các chuyên gia phát hiện ra rằng khả năng kết nối thần kinh của chất trắng trong não người tự kỷ có nhiều điểm tương đồng với người mắc hội chứng Down.

“Một khi giới khoa học bắt đầu hiểu rõ hơn về bộ não, điều đó có thể thay đổi cách chúng ta nghiên cứu giải phẫu não cũng như cách thức mà bệnh tình làm thay đổi não bộ” - Giám đốc Viện Quốc gia về Sức khỏe Tâm thần Tiến sĩ Thomas Insel khẳng định. Còn theo đánh giá của nhà thần kinh học William Newsome – một trong những người dẫn đầu dự án nghiên cứu bản đồ não người do Tổng thống Obama đề xuất, CLARITY là “một tiến bộ kỹ thuật quan trọng hứa hẹn giúp đẩy nhanh tốc độ lập biểu đồ các mạch trong não”.

VI VI (Theo Reuters)