Bí mật của bộ não. Đã tìm ra phương thức tiếp nối sự sống cả khi cơ thể đã chết

Các nhà khoa học đang cố gắng tạo ra bộ não của con người và những động vật khác, giống não bộ thật đến mức tối đa. Đây là công việc quan trọng cần cho những chương trình thí nghiệm, ghép tạng, nghiên cứu về bệnh tật. Không loại trừ là chỉ trong tương lai gần sẽ đạt tới kết quả khiến các mẫu nhân tạo nuôi dưỡng trong ống nghiệm cũng có ý thức.

Những con heo không đầu

Tháng 4 năm 2018, tạp chí Nature công bố bức thư ngỏ của 17 nhà khoa học thần kinh hàng đầu thế giới với lời kêu gọi hoạch định quy tắc dành cho các thí nghiệm về nuôi cấy phát triển mô thần kinh nhân tạo, vì rằng có khả năng một số mẫu thí nghiệm sắp đến sát gần điểm bộc lộ dấu hiệu ý thức.

Trên thực tế, đây là phản hồi cho thông điệp của các chuyên gia từ ĐHTH Yale về chuyện họ đã tách và giữ bộ não heo ở trạng thái sống mà không gắn gì với cơ thể con vật trong suốt 36 giờ. Trong bộ não heo hồi sinh phát hiện thấy hàng tỷ tế bào thần kinh sống và khỏe mạnh. Tuy nhiên, không có hoạt tính điện năng — như thể hiện qua điện não đồ. Vì thế, các nhà khoa học kết luận rằng bộ não còn sống, nhưng trong tình trạng hôn mê, có nghĩa là không có ý thức.

Theo lời các tác giả công trình,  não heo phục hồi sinh tồn sau này có thể là tư liệu thử nghiệm những loại thuốc mới điều trị ung thư hoặc bệnh mất trí nhớ Alzheimer. Ngoài ra, về mặt kỹ thuật khám phá này có thể được xem như cách bảo lưu các cơ quan sống để cấy ghép tiếp hoặc buộc các chức năng não phát triển trong điều kiện phòng thí nghiệm..

Não trong ống nghiệm

Vấn đề này được nghiên cứu ngay từ giữa những năm 2000, khi các nhà sinh học Nhật Bản liên tục nuôi vỏ não, tuyến yên và hốc mắt — một phần mở rộng của thành não trung gian trong phôi thai động vật có vú. Tế bào gốc được sử dụng ở mọi nơi như là vật liệu chính

Năm 2012, trong điều kiện phòng thí nghiệm, các nhà khoa học Mỹ đã thu được tiền đình với vỏ não, giai đoạn phát triển tương ứng với não của bào thai người vào cuối ba tháng đầu tiên của thai kỳ. Ba năm sau, các chuyên gia từ  ĐHTH  Stanford đã tạo ra những cục u nhỏ mô phỏng não bộ của trẻ sơ sinh ngay sau lúc đứa bé chào đời.

Khi đó, các nhà nghiên cứu từ ĐHTH Ohio đã nuôi dưỡng được bộ não người hoàn chỉnh từ các tế bào gốc, tương đương với mức độ của bào thai năm tuần tuổi. Theo lời các tác giả làm thí nghiệm, đã thành công tái tạo gần như tất cả các khu vực chính của não, nhưng không đủ hệ thống mạch máu. Do đó, bộ não không thể phát triển hơn nữa và thiếu chức năng.

Nhỏ bé và tách xa

Não trong ống nghiệm hiện còn rất nhỏ bé. Lý do chính của tình trạng thu nhỏ là  thiếu oxy và chất dinh dưỡng mà hệ thống mạch máu cung cấp đến cho các cơ quan nội tạng. Ở não nhân tạo chưa có hệ thống như vậy.

Ngoài ra, dung dịch dinh dưỡng nuôi não bộ không có khả năng tái tạo đầy đủ  môi trường vi mô đặc biệt của cơ thể mà trong đó não người sinh tồn và phát triển. Điều này, đến lượt nó, hạn chế khâu chuyển giao tín hiệu từ tế bào đến tế bào. Trong cơ quan sống, sự rối loạn truyền tín hiệu dẫn đến phát triển bệnh tật, còn ở cơ quan nhân tạo dẫn đến giới hạn về kích thước.

Bộ não của người Neanderthal

Một trong những lối thoát có thể là cấy ghép các bộ phận đã trưởng thành của não người vào động vật thí nghiệm. Những kết quả đầu tiên thu được qua thí nghiệm với chuột. Năm 2015, các chuyên gia của Viện nghiên cứu sinh học Salk (Hoa Kỳ) tuyên bố đã cấy vào não của loài gặm nhấm các dạng thức cơ quan nuôi trong ống nghiệm và có thể kết nối chúng với hệ tuần hoàn của con vật. Sau ba tháng, 80% chuột có mô thần kinh nhân tạo sống được. Tuy nhiên, như nhận xét của các tác giả công trình, những con vật thuộc loài gặm nhấm với bộ não "mới" đã không trở nên thông minh hơn.

Các nhà khoa học  cho  rằng những nghiên cứu như vậy sẽ thúc đẩy cách mạng hóa y học tái tạo và cho phép tiến tới cấy ghép tế bào đã nuôi dưỡng như vậy cho người. Nếu thí nghiệm thành công, có thể nuôi dưỡng  bất kỳ bào quan nào được tạo ra trong ống nghiệm, kể cả người Neanderthal. Cách đây chưa lâu, các nhà sinh học Mỹ đã thu nhận được bộ não của người Neanderthal trong điều kiện phòng thí nghiệm. Dành cho việc này, đã làm biến đổi tế bào gốc theo đặc tính DNA của bộ gen người cổ đại. Một đột biến tổng thể đã thay đổi hoàn toàn cấu trúc kết nối thần kinh và thậm chí cả hình thức của các tổ chức dạng cơ quan.

Nhưng chỉ bản thân mô thần kinh nhân tạo không nói lên gì nhiều về chuyện não bộ trưởng thành sẽ hoạt động ra sao và chính đây là điều khiến các nhà khoa học quan tâm hơn cả. Để hiểu được toàn bộ các quá trình xảy ra trong não người Neanderthal, cần phải cố định trong đó hoạt tính điện chỉ dẫn sang ý thức. Và khi ấy các nhà khoa học sẽ thâm nhập vào vùng xám mà các tác giả bức thư tháng Tư đã cảnh báo. Sẽ xuất hiện mô hình thử nghiệm tuyệt vời giúp giải đáp nhiều câu hỏi, nhưng mô hình này sẽ cảm thấy mọi thứ và rất có thể là sẽ hiểu được nữa.