Các nhà khoa học vừa công bố bước tiến đột phá khi phục hồi thành công hoạt động thần kinh của não chuột sau đông lạnh sâu. Thành tựu này mở ra triển vọng hiện thực hóa kỹ thuật ngủ đông cho con người trong tương lai.
- Giá xăng dầu tăng giảm trái chiều trong kỳ điều hành ngày 12-3
- Vụ sập la phông tại TPHCM khiến bốn thợ máy lạnh gặp nạn nghiêm trọng
- Xung đột Iran: Tehran tấn công tên lửa vào mục tiêu Mỹ và Israel
Thách thức từ băng giá và đột phá từ kỹ thuật thủy tinh hóa
Trong nhiều thập kỷ qua, nỗ lực bảo quản các mô cơ quan phức tạp bằng phương pháp đông lạnh truyền thống luôn gặp phải rào cản vật lý là sự hình thành các tinh thể băng. Khi nhiệt độ hạ thấp, nước bên trong tế bào kết tinh thành những cấu trúc sắc nhọn, dễ dàng đâm thủng màng tế bào và phá hủy mạng lưới thần kinh cực kỳ mong manh của não bộ. Trước đây, các nghiên cứu chỉ có thể giữ cho tế bào sống sót ở mức độ sinh học cơ bản mà hoàn toàn không thể khôi phục được hoạt động thần kinh hoàn chỉnh sau khi rã đông. Sự gián đoạn này khiến việc bảo tồn chức năng não bộ trở nên bất khả thi trong suốt một thời gian dài.
Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu tại Đức vừa đạt được bước tiến quan trọng khi lần đầu tiên phục hồi được các hoạt động chức năng trong não chuột sau quá trình đông lạnh sâu. Chìa khóa thành công nằm ở việc sử dụng kỹ thuật “thủy tinh hóa” – một quy trình làm lạnh cực nhanh nhằm mục đích khiến chất lỏng trong mô chuyển sang trạng thái tương tự như thủy tinh. Phương pháp này giúp ngăn chặn hoàn toàn sự hình thành của các tinh thể băng gây hại, từ đó bảo vệ toàn vẹn cấu trúc tinh vi của hệ thần kinh. Thành tựu này được đánh giá là một bước ngoặt, mở ra chương mới cho ngành sinh học bảo tồn,.
Khôi phục hoạt động thần kinh tại các khu vực não bộ quan trọng
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí PNAS, các chuyên gia đã tiến hành thử nghiệm trên các lát cắt não chuột, bao gồm cả vùng hồi hải mã liên quan mật thiết đến trí nhớ. Các mẫu mô này được làm lạnh bằng nitơ lỏng ở nhiệt độ cực sâu -196 độ C, sau đó được lưu trữ trong tủ đông chuyên dụng ở mức khoảng -150 độ C. Quá trình này yêu cầu sự kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt để đảm bảo các kết nối tế bào không bị đứt gãy trong môi trường cực lạnh.
Kết quả thu được sau khi rã đông đã mang lại sự ngạc nhiên lớn cho cộng đồng khoa học quốc tế. Màng tế bào thần kinh và các khớp thần kinh của não chuột vẫn được giữ nguyên vẹn một cách hoàn hảo sau khi trở lại trạng thái bình thường. Quan trọng nhất, các tín hiệu điện vốn là ngôn ngữ giao tiếp chính của não bộ đã xuất hiện trở lại và hoạt động ổn định. Các kết nối thần kinh đóng vai trò then chốt cho quá trình học tập và ghi nhớ vẫn duy trì được khả năng vận hành hiệu quả sau khi thoát khỏi trạng thái đóng băng.
Tầm nhìn về kỷ nguyên ngủ đông và bảo tồn sự sống tương lai
Không dừng lại ở các mô nhỏ, nhóm chuyên gia đã tiến hành thử nghiệm mở rộng trên toàn bộ cấu trúc não chuột với thời gian lưu trữ kéo dài tới 8 ngày. Ghi nhận thực tế cho thấy các đường truyền thần kinh quan trọng phục vụ chức năng học tập và ghi nhớ vẫn tồn tại bền vững sau quá trình rã đông. Đây là minh chứng thực nghiệm mạnh mẽ về khả năng bảo vệ hệ thống thần kinh trung ương trước tác động của môi trường âm sâu. Dù vậy, các nhà khoa học vẫn thận trọng lưu ý rằng hiện chưa thể khẳng định chắc chắn liệu ký ức của sinh vật có được bảo tồn hoàn toàn hay không.
Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu này vượt xa phạm vi phòng thí nghiệm, mang lại hy vọng thay đổi diện mạo y học hiện đại. Thành tựu này có thể mở đường cho việc cải thiện công nghệ bảo quản nội tạng cấy ghép, giúp kéo dài thời gian sống cho các cơ quan ngoài cơ thể. Xa hơn nữa, thành công này thắp lên hy vọng về việc triển khai kỹ thuật ngủ đông cho con người để phục vụ các chuyến du hành vũ trụ dài ngày vào không gian sâu,. Việc làm chủ được quy trình đóng băng và hồi sinh chính là chìa khóa để nhân loại nới rộng giới hạn của sự tồn tại.
Theo: Báo Tuổi Trẻ
