TepXinh6463
New member
Các nhà khoa học vừa làm được một chuyện nghe có vẻ hơi sci-fi nhưng lại là thật 100%! Theo nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Cell Stem Cell, họ đã tạo ra được bộ não thu nhỏ từ tế bào gốc, và lần đầu tiên trong lịch sử, những bộ não mini này thể hiện được chức năng thần kinh thực sự. Cụ thể là chúng phát ra sóng não giống hệt sóng não của những em bé sinh non đó nha!
Alysson Muotri - nhà sinh vật học đến từ Đại học California, San Diego và là tác giả nghiên cứu này - chia sẻ: "Mức độ hoạt động thần kinh mà chúng tôi quan sát thấy là điều chưa từng có [đối với một bộ não] trong ống nghiệm".
"Chúng tôi đã có một bước tiến gần hơn đến một mô hình [não bộ], có thể thực sự tạo ra các giai đoạn sơ khởi của một mạng lưới thần kinh tinh vi".
Bộ não mini này nhỏ cỡ nào?
Những "bộ não" mà team nghiên cứu phát triển có kích thước chỉ bằng hạt đậu thôi nha! Nghe cute phết nhỉ? Trong giới khoa học, chúng có tên gọi chuyên môn là organoid – hay tiểu não bộ cho dễ hiểu.
Các tiểu não bộ này được làm từ tế bào gốc đa năng của con người - tức là những tế bào "đa zi năng" có thể biến hình thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể.
Bí quyết ở đây là các nhà khoa học đã đưa tế bào gốc đa năng vào môi trường mô phỏng sự phát triển của não bộ, từ đó dẫn dắt chúng phát triển thành tế bào não. Các khối tế bào này tự tổ chức thành cấu trúc 3D giống như sự phát triển tự nhiên của não người luôn!
Thật ra việc tạo ra tiểu não bộ không phải là mới hoàn toàn đâu, nhiều team đã làm được rồi. Nhưng điểm đặc biệt của nghiên cứu này là lần đầu tiên có mô hình tiểu não bộ phát triển được các mạng lưới thần kinh có chức năng thực sự!
Mạng thần kinh chỉ xuất hiện khi các tế bào thần kinh trưởng thành và bắt đầu kết nối với nhau. Hầu hết mọi hoạt động của não bộ đều cần đến mạng thần kinh - nếu không có nó thì bộ não chỉ như một chiếc máy tính không cài hệ điều hành ấy, hiểu không?
Làm thế nào để đạt được breakthrough này?
Để thực hiện được bước đột phá của mình, team của Muotri đã thiết kế một quy trình nuôi cấy xịn xò hơn để phát triển tế bào gốc. Họ phải tối ưu hóa các công thức môi trường nuôi cấy cẩn thận lắm.
Những điều chỉnh này giúp tế bào gốc phát triển thành tế bào não trưởng thành hơn so với các mô hình trước đó. Team nghiên cứu đã nuôi hàng trăm tiểu não bộ trong 10 tháng liền! Họ sử dụng các mảng đa điện cực để phát hiện và theo dõi hoạt động thần kinh của từng em não mini.
Ngay từ tháng thứ 2, team của Muotri đã bắt được các đợt sóng não phát ra rồi, mặc dù lúc đó còn rất thưa thớt và có cùng tần số, mô hình tương tự với bộ não thai nhi mới hình thành.
Nhưng khi các tiểu não bộ tiếp tục phát triển, plot twist xảy ra! Chúng tạo ra các đợt sóng não ở nhiều tần số khác nhau. Các tín hiệu cũng xuất hiện thường xuyên hơn. Điều này chứng tỏ bộ não bé nhỏ đã phát triển mạng lưới thần kinh của riêng nó rồi đó!
"Đây là kết quả của việc có nhiều khớp thần kinh chức năng hơn và nhiều kết nối giữa các tế bào thần kinh hơn đang được hình thành", Muotri giải thích. Sự tương tác giữa các tế bào thần kinh chính là lý do tại sao các tín hiệu thu được có tần số khác nhau.
So sánh với não người thật thì sao?
Để so sánh các mô hình sóng não của tiểu não bộ với bộ não thực của con người, nhóm nghiên cứu đã train một thuật toán học máy với dữ liệu sóng não được ghi nhận từ 39 em bé sinh non từ 6 đến 9 tháng rưỡi.
Kết quả cực kỳ ấn tượng: thuật toán có thể dự đoán được bao nhiêu tuần các tiểu não bộ đã phát triển trong môi trường nuôi cấy! Điều này xác nhận rằng các tiểu não bộ này và não người thật có chung một quỹ đạo tăng trưởng. Amazing!
Vậy các bộ não mini này có ý thức không?
Đây chắc là câu hỏi mà ai cũng tò mò nhất rồi đúng không nè? Liệu các bộ não thu nhỏ mà Muotri tạo ra đã có ý thức hay chưa?
"Tiểu não bộ vẫn còn là một mô hình rất thô sơ, chúng không có nhiều bộ phận và cấu trúc não khác. Vì vậy, những sóng não này có thể không liên quan gì đến các hoạt động trong bộ não thực sự", Muotri trả lời thẳng thắn.
"Có thể trong tương lai, chúng tôi sẽ có được thứ gì đó thực sự gần với các tín hiệu trong bộ não con người, những tín hiệu điều khiển hành vi, suy nghĩ hoặc trí nhớ. Nhưng tôi không nghĩ rằng chúng tôi đã có bất kỳ bằng chứng nào ngay bây giờ để nói về chúng".
Ứng dụng thực tế ra sao?
Mặc dù vậy, các tiểu não bộ trong ống nghiệm của Muotri vẫn được coi là một bước tiến đột phá đó nha! Ông cho biết các bộ não này có thể được sử dụng để nghiên cứu các bệnh liên quan đến sự cố mạng lưới thần kinh, chẳng hạn như tự kỷ, động kinh và tâm thần phân liệt.
"Bạn có thể sử dụng các tiểu não bộ này cho một số ứng dụng, bao gồm tìm hiểu sự phát triển thần kinh bình thường của con người, phát triển các mô hình bệnh tật, mô hình tiến hóa não, sàng lọc thuốc và thậm chí tạo ra trí tuệ nhân tạo", Muotri chia sẻ.
"Là một nhà khoa học, tôi muốn tiến gần hơn và gần hơn nữa tới bộ não con người. Tôi muốn làm điều đó bởi vì tôi thấy được những ứng dụng tốt của nó. Tôi có thể giúp những người mắc bệnh thần kinh bằng những phương pháp điều trị tốt hơn, mang đến cho họ chất lượng cuộc sống tốt hơn".
Nghe xong có thấy khoa học là tuyệt vời không nè!
Nguồn: soha.vn