Kích hoạt tế bào hình sao ở đáy não trước giúp chuột tỉnh táo mà không có dấu hiệu buồn ngủ

Giấc ngủ được biết là hỗ trợ sự vận hành bình thường của cơ thể, bao gồm cả não, cho phép nghỉ ngơi, phục hồi và nạp lại năng lượng. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng hiểu rõ hơn về quá trình sinh học quan trọng này, phần lớn nền tảng thần kinh vẫn chưa được biết đến.

Các nhà khoa học tại Đại học Bang Washington (WSU) đã tiến hành nghiên cứu điều tra vai trò của tế bào hình sao; là tế bào thần kinh đệm được biết là có chức năng điều chỉnh các chức năng cơ thể và não khác nhau trong giấc ngủ và khi thức. Bài báo được xuất bản trên Tạp chí Khoa học thần kinh, cho thấy rằng việc kích hoạt tế bào hình sao ở đáy não trước (tức là vùng não hỗ trợ điều hòa giấc ngủ, thức dậy và nhiệt độ cơ thể) khiến chuột tỉnh táo vô thời hạn mà không cần có dấu hiệu buồn ngủ.

Nhà nghiên cứu Marcos Frank cho biết: “Nghiên cứu này là một phần trong cuộc điều tra lớn hơn về các tế bào não và mạch khiến chúng ta buồn ngủ. Các nhà khoa học gọi hiện tượng này là 'điều khiển giấc ngủ' và chúng tôi thực sự không có lời giải thích đầy đủ về điều khiển giấc ngủ. Năm 2009, chúng tôi đã công bố bằng chứng đầu tiên cho thấy một loại tế bào không phải tế bào thần kinh được gọi là tế bào hình sao thần kinh đệm ảnh hưởng đến điều khiển giấc ngủ trong cơ thể. Kể từ đó, chúng tôi đã cố gắng tìm hiểu vai trò chính xác của tế bào hình sao trong giấc ngủ và sự tỉnh táo”.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là hiểu rõ hơn về cách các tế bào hình sao ở đáy não trước ảnh hưởng đến giấc ngủ, sự tỉnh táo và khả năng điều khiển giấc ngủ nói chung. Để làm điều này, họ đã sử dụng một loạt kỹ thuật di truyền và hóa học tiên tiến để thay đổi có thể đảo ngược quá trình kích hoạt tế bào hình sao trong não trước của chuột.

Marcos Frank giải thích: “Chúng tôi đã sử dụng kỹ thuật 'hóa di truyền' để biểu hiện thụ thể đối với một phân tử nhỏ thường không được biểu hiện trong não động vật có vú. Khi được kích hoạt bởi một loại thuốc đặc biệt, thụ thể này sẽ kích hoạt tế bào hình sao. Chúng tôi đã kết hợp điều này với các biện pháp tiêu chuẩn về hoạt động não và hoạt động vận động, cùng nhau để biết con vật đang thức hay đang ngủ”.

Để đảm bảo rằng những tác động mà họ quan sát thấy có mối liên hệ cụ thể với sự kích hoạt di truyền hóa học của tế bào hình sao, nhóm nghiên cứu cũng đã thực hiện một số thí nghiệm kiểm soát, trong đó những con chuột giống nhau được quan sát trong các trường hợp tương tự nhưng tế bào hình sao của chúng không được kích hoạt. Cuối cùng, họ quan sát thấy rằng việc kích hoạt tế bào hình sao cơ bản ở đáy não trước khiến chuột tỉnh táo trong nhiều giờ liên tục mà không biểu hiện bất kỳ dấu hiệu buồn ngủ điển hình nào.

Marcos Frank cho biết: “Có vẻ như chuột đã không tăng cường khả năng ngủ. Điều này thật bất ngờ đối với chúng tôi và có một số ý nghĩa quan trọng. Đầu tiên, kết quả đã thách thức quan điểm cho rằng nhu cầu ngủ của chúng ta được tạo ra bởi sự tỉnh táo. Thay vào đó, nó có thể yêu cầu một tập hợp tương tác cụ thể giữa các loại tế bào não”.

Nhìn chung, những phát hiện gần đây do nhóm các nhà nghiên cứu này thu thập đã nêu bật vai trò chính của một số mạch thần kinh đệm trong việc điều chỉnh khả năng điều khiển giấc ngủ và sự tỉnh táo. Trong tương lai, có thể mở đường cho những khám phá mới thú vị về nền tảng thần kinh của giấc ngủ, đồng thời có khả năng cho phép tạo ra các loại thuốc cho phép con người tỉnh táo và minh mẫn trong thời gian dài.

Marcos Frank nói thêm: “Hãy tưởng tượng một thế giới mà (nếu điều này được dịch sang con người), những người làm ca không buồn ngủ và trong thời gian dài, các phi hành gia, phi công, binh lính, nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe, những người phản ứng đầu tiên có thể không cần ngủ”. Chúng tôi đang ở giai đoạn đầu của quá trình này, nhưng nếu điều này xảy ra, nó sẽ thay đổi mãi mãi giới hạn hoạt động của con người. Công việc tiếp theo của chúng tôi sẽ tập trung vào việc tìm hiểu điều gì xảy ra tiếp theo trong chuỗi sự kiện khi kích hoạt tế bào hình sao cơ bản ở đáy não trước.

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2023-08-astrocytes-basal-forebrain-mice-sleepiness.html, 26/8/2023