Ngủ là thứ ta bỏ ra một phần ba cuộc đời để làm nhưng liệu ta có thực sự hiểu được ý nghĩa của nó? Hai ngàn năm trước, Galen một trong các nhà nghiên cứu y học hàng đầu của thế giới cổ đại, đã giả dụ rằng khi thức, nguồn sức mạnh não, chất dịch của nó, sẽ chảy tới mọi cơ quan trong cơ thể, làm chúng hoạt động trong khi bộ não khô dần đi và ông ấy nghỉ rằng khi đi ngủ toàn bộ chất dịch này sẽ quay trở lại, làm đầy lại bộ não và làm mới lại suy nghĩ. Nghe có vẻ vô lý với chúng ta. Tuy vậy, Galen chỉ đang cố gắng giải thích điều gì đó về giấc ngủ thứ mà ta làm hàng ngày. Chúng ta biết từ kinh nghiệm của chính mình rằng khi đi ngủ, chúng ta thoải mái đầu óc và khi mất ngủ nó khiến đầu óc chúng ta mụ mẫm. Giờ thì, dù biết về giấc ngủ nhiều hơn thời của Galen, chúng ta vẫn chưa thực sự hiểu tại sao giấc ngủ lại có công dụng phục hồi thần kì cho trí não.

Chúng ta biết rằng giấc ngủ có thể thực sự là một giải pháp lập trình tinh tế cho những nhu cầu cơ bản của não bộ, một cách đặc trưng để bộ não đáp ứng các đòi hỏi cao và khác biệt nhỏ, khiến nó khác với tất cả mọi cơ quan còn lại. Vậy hầu như mọi hoạt động sinh lý ta có, có thể coi như một loạt các vấn đề và các giải pháp tương ứng. Và vấn đề đầu tiên mọi cơ quan phải xử lý là sự cung cấp dưỡng chất liên tục để nuôi dưỡng các tế bào trong cơ thể. Trong não, đó là phần đặc biệt quan trọng; hoạt động xung điện mãnh liệt sử dụng tới một phần tư năng lượng toàn bộ cơ thể mặc dù bộ não chỉ chiếm khoảng hai phần trăm khối lượng cơ thể. Do vậy, hệ thống tuần hoàn đó giải quết vấn đề để phân phối dinh dưỡng bằng cách gửi các mạch máu cung cấp dinh dưỡng và oxy tới mọi xó xỉnh của cơ thể. Khi mọi tế bào cần dinh dưỡng để hoạt động, chúng cũng tạo ra chất thải như sản phẩm phụ, và việc dọn dẹp chất thải đó là vấn đề cơ bản thứ hai mà mọi cơ quan phải xử lý. Não là một cơ quan hoạt động cô đặc tạo ra lượng lớn chất thải cần được làm sạch hiệu quả. Vậy não làm thế nào để giải quyết vấn đề làm sạch chất thải của mình?

Cái mà ta tìm thấy cũng như cái mà ta để trong não, dưới tất cả các nơron và mao mạch, đó là cách giải quyết của bộ não, đối với vấn đề dọn sạch chất thải. Vì bộ não có một cái bể lớn chứa đầy dịch sạch gọi là tủy não. Chúng ta gọi chúng là CSF (Cerebrospinal Fluid). CSF lấp đầy các khoảng trống xung quanh não và chất thải từ trong não theo các hướng ra, nhập và CSF bị thải ra, cùng chất bẩn, vào máu. Nhưng thú vị là chất dịch và chất thải từ trong não bộ sẽ không thấm một cách tùy tiện tới bể CSF. Thay vào đó, sẽ có một hệ thống bơm chuyên tổ chức và hiện thực quá trình này. Bởi vì bộ não bị đóng chặt trong một hộp sọ rắn chắc và chứa đầy tế bào, vậy nên không có thêm nhiều khoảng trống cho một hệ thống mạch thứ 2 như mạch bạch huyết. Mao mạch, chúng sẽ mở rộng từ bề mặt não cho tới mọi tế bào đơn nhất trong não, điều đó có nghĩa là những chất dịch chuyển hóa ở phía ngoài các mạch có thể dễ dàng tiếp cận vùng não bộ, vậy nên, đó thực sự là một cách hay để tái sử dụng hệ mao mạch, mạch máu, chiếm lấy và thay thế chức năng ở hệ thống mạch thứ hai, hệ bạch huyết, giúp chúng ta không cần thêm nó nữa. Tuyệt vời là không một cơ quan nào khác có thể sử dụng cách đó để làm sạch chất thải từ giữa các tế bào. Đây là một cách giải quyết hoàn toàn dành riêng cho bộ não.

Tuy nhiên, khám phá gây bất ngờ nhất trong tất cả các điều trên chỉ xảy ra khi bộ não đang ngủ. Khi bộ não đi ngủ, các tế bào não tự thu hẹp lại, mở thêm khoảng trống, cho phép chất dịch chảy qua và chất thải được làm sạch. Vậy có vẻ như Galen đã phần nào đúng khi viết về dòng dịch chảy mạnh trong não bộ khi ta đi ngủ. Các nghiên cứu 2000 năm sau, gợi ý rằng khi bộ não thức và ở lúc bận rộn nhất, nó trì hoãn việc tẩy sạch chất thải từ khoảng giữa các tế bào, khi não đi ngủ và không phải bận rộn nữa, nó chuyển sang chế độ làm sạch để loại bỏ chất thải giữa các tế bào, được tích tụ trong suốt cả ngày. Nó thực sự giống như kiểu chúng ta chất chồng cả đống việc nhà trong tuần làm việc khi ta không có thời gian để xử lý, rồi chờ đến ngày cuối tuần để dọn dẹp.

Vậy các loại chất thải mà bộ não cần làm sạch khi ta ngủ để giữ gìn sức khỏe là gì? Sản phẩm thải mà các nghiên cứu gần đây quan tâm nhất là amyloid-beta một loại protein được não tiết ra liên tục. Nhưng ở bệnh nhân Alzheimer, amyloid-beta tăng nhiều và tập trung ở các khoảng trống giữa các tế bào não, thay vì được là sạch chúng bị giữ lại, và việc gia tăng amyloid-beta được xem như một bước quan trọng của sự phát triển một căn bệnh khủng khiếp. Khi tính tốc độ amyloid được dọn từ não khi nó còn thức so với khi đang ngủ, và nhận ra rằng, việc dọn sạch amyloid-beta nhanh hơn rất nhiều khi não ngủ. Do đó ngủ, là một phần giải pháp của bộ não để giải quyết vấn đề chất thải, và điều này có thể làm thay đổi cách ta nghĩ về mối quan hệ giữa ngủ, amyloid-beta, và chứng Alzheimer. Một loạt các nghiên cứu lâm sàng gần đây chỉ ra rằng ở các bệnh nhân chưa phát triển Alzheimer, giấc ngủ kém chất và thời lượng có liên quan với lượng gia tăng Amyloid-beta ở não, và mặc dù nghiên cứu không chứng minh việc thiếu ngủ và ngủ kém lượng gây nên chứng Alzheimer, chúng lại đề cập đến sự thất bại của não trong việc dọn sạch nhà thông qua việc dọn sạch Amyloid-beta có thể góp phần làm cho Alzheimer phát triển. Nghiên cứu mới này nói với chúng ta rằng thứ duy nhất mà chúng ta đã biết về giấc ngủ, thậm chí, cả Galen cũng hiểu về giấc ngủ, liên quan tới việc làm tươi mới đầu óc. Có thể là một phần lớn ý nghĩa của việc ngủ. Chúng ta đi ngủ hằng đêm nhưng bộ não chúng ta, thì không bao giờ nghỉ. Trong khi cơ thể và đầu óc còn đang đi dạo đâu đó trong giấc mơ, hệ vận động của não bộ vẫn đang thầm lặng làm sạch và duy trì một cỗ máy hết sức phức tạp. Giống như việc nhà, một công việc chẳng thú vị và thoải mái, nhưng lại hết sức quan trọng. Nếu chúng ta dừng dọn dẹp bếp núc trong một tháng, nhà chúng ta sẽ trở nên không thể ở được nhanh thôi. Nhưng ở trong não bộ, kết quả sau đó có thể tệ hại hơn là sự xấu hổ của tình trạng bẩn thỉu, bởi làm sạch bộ não là một chức năng tốt cho sức khỏe và nhiệm vụ của trí óc và cơ thể đang trong tình trạng xấu đó là lí do tại sao việc hiểu công việc dọn dẹp cơ bản của bộ não hôm nay có thể trở nên tối quan trọng trong việc ngăn ngừa và chữa trị những căn bệnh về trí óc ngày mai.

Tham khảo:

-         http://www.ucl.ac.uk/~ucgajpd/medicina%20antiqua/tr_GalDreams.html

-         https://academicminute.org/2016/06/jeff-iliff-oregon-health-science-university-the-brains-janitor/

Người viết_Giảng viên: Nguyễn Thị Bích Trâm