Các nghiên cứu khoa học thần kinh gần đây đã xem xét cách kích thích một số dây thần kinh, đặc biệt là dây thần kinh phế vị, bằng xung điện ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động thần kinh trong não động vật có vú. Dây thần kinh phế vị, dây thần kinh sọ dài nhất trong cơ thể con người, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa nhịp tim, tiêu hóa, căng thẳng và các quá trình sinh lý khác, và là dây thần kinh đảm nhận trách nhiệm chính đối với hệ thần kinh phó giao cảm.

Một số phát hiện cho thấy rằng kích thích dây thần kinh phế vị có thể tăng cường tính dẻo của não, tức là khả năng tự tổ chức lại sau các trải nghiệm. Điều này có thể thúc đẩy quá trình học nhận thức, giúp con người và các loài động vật khác trở nên phân biệt và giải thích tốt hơn các đầu vào cảm giác khác nhau.

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Y New York đã thực hiện nghiên cứu sâu hơn về tác động của kích thích dây thần kinh phế vị (VNS) đối với hoạt động thần kinh và khả năng học nhận thức ở chuột. Những phát hiện của họ, được công bố trên tạp chí Nature Neuroscience, cho thấy rằng kích thích dây thần kinh phế vị giúp tăng cường hiệu suất của chuột trong nhiệm vụ học nhận thức bằng cách kích hoạt hệ thống cholinergic trung ương.

chia sẻ với Medical Xpress, Robert C. Froemke, đồng tác giả của bài báo, “khoảng 10 năm trước, rất nhiều người ở Hoa Kỳ đã rất phấn khích về tiềm năng của VNS trong việc thúc đẩy tính dẻo của não, cải thiện kết quả phục hồi sau tổn thương thần kinh hoặc thậm chí tăng cường hiệu suất ở não bình thường. Điều này dẫn đến một nỗ lực lớn của nhiều phòng thí nghiệm, cùng nghiên cứu VNS, học (kỹ năng) vận động (motor learning) để xem xét và thu thập các thay đổi trong chuyển động của cơ thể phản ánh những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của hệ thần kinh suốt từ năm 2017 đến năm 2021. Chúng tôi là một phần của nhóm nghiên cứu đó, nghiên cứu trên những con chuột với các công cụ tuyệt vời để có thể nghiên cứu mạch thần kinh, tuy nhiên dây thần kinh phế vị ở chuột rất nhỏ".

Để tiến hành các thí nghiệm đánh giá tác động của việc kích thích VNS đối với hoạt động não và khả năng học tập của chuột, Froemke và các đồng nghiệp của ông trước tiên phải phát triển một điện cực cỡ siêu nhỏ mới và một nhiệm vụ học nhận thức phù hợp với nó. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một giả thuyết về cách VNS có thể tăng cường nhận thức giác quan (tức là tăng khả năng hoạt động và thay đổi nếu xảy ra trong não).

Froemke giải thích rằng, "chúng tôi đã huấn luyện chuột thực hiện một nhiệm vụ thính giác. Chúng phải liếm bên trái mỗi khi nghe thấy một âm thanh (âm A) và liếm bên phải cho bất kỳ âm thanh nào khác. Nếu các âm thanh khác rất gần với âm A, nhiệm vụ này sẽ rất khó khăn và chúng có thể bị nhầm lẫn các âm thanh, giống như khi ta nhầm lẫn trong bài kiểm tra đo thị lực ở bác sĩ nhãn khoa."

Khi những con chuột dần học được cách hoàn thành nhiệm vụ học nhận thức, các nhà nghiên cứu đã kích thích dây thần kinh phế vị của chúng bằng điện cực mà họ phát triển. Đồng thời, họ cũng ghi lại hoạt động ở vỏ não thính giác của động vật (có liên quan đến quá trình xử lý âm thanh), cũng như ở locus coeruleus của thân não và não trước cơ bản, hai vùng liên quan đến sự chú ý.

"Chúng tôi thấy rằng VNS thực sự có thể tăng cường quá trình đào tạo và cải thiện khả năng phân biệt nhận thức vượt quá giới hạn đạt được chỉ bằng mỗi quá trình đào tạo và nỗ lực", Froemke cho biết. "Tuy nhiên, phải mất một thời gian, vài tuần đào tạo và kích thích hàng ngày để thấy được những tiến bộ lâu dài. Chúng tôi cũng xác định được những thay đổi về thần kinh đã hỗ trợ cho sự cải thiện nhận thức này."

Bằng chứng các nhà khoa học đưa ra là VNS kích hoạt hệ thống cholinergic trung ương, một mạng lưới thần kinh sử dụng chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine để giao tiếp với các tế bào thần kinh khác và hỗ trợ nhiều chức năng não khác nhau. Việc kích hoạt mạng lưới thần kinh này được phát hiện là giúp tăng cường hiệu suất của chuột trong nhiệm vụ học tập nhận thức. 

Trong tương lai, công trình gần đây của Froemke và các đồng nghiệp có thể giúp tinh chỉnh các phương pháp kích thích dây thần kinh phế vị, trong khi nhiệm vụ thử nghiệm mà họ phát triển có thể được các nhà nghiên cứu khác sử dụng để tiến hành các nghiên cứu sâu hơn nhằm thăm dò mối liên hệ giữa VNS và học tập nhận thức. Trong các nghiên cứu tiếp theo, các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiến hành thêm các thí nghiệm đánh giá tiềm năng của VNS trong việc tăng cường hiệu quả của ốc tai điện tử. Froemke nói, "có nhiều người bị điếc đã cấy ghép ốc tai điện tử gặp khó khăn trong việc sử dụng thiết bị, thậm chí nhiều tháng hoặc nhiều năm sau khi cấy ghép và hiện tại không có phương pháp điều trị nào giúp phục hồi thính lực và cải thiện chức năng. Chúng tôi nghĩ rằng ở cả động vật và người sử dụng ốc tai điện tử, chúng ta có thể sử dụng VNS để giúp đẩy nhanh và nâng cao hiệu quả sử dụng cho các thiết bị y tế tuyệt vời này".

P.T.T (NASATI), theo https://medicalxpress.com/, 15/10/2024