Khoa học chứng minh sự tồn tại của một hệ thống "xử lý nước thải" trong não bộ, nếu không có nó, não bạn sẽ ngập "rác"

Đảm nhận chức năng điều khiển toàn bộ cơ thể, não bộ của con người thường được ví với nhiều hệ thống máy móc phức tạp, chẳng hạn như vi xử lý CPU của máy tính, các mạng lưới điều hành nội bộ, hay thậm chí thư viện, với các nếp nhăn giống như những giá sách để lưu trữ ký ức.

Thế nhưng, trong một nghiên cứu mới đăng trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Hoa Kỳ, bộ não của chúng ta lại được ví như một thành phố thu nhỏ, hoạt động với hệ thống kênh rạch dẫn nước chằng chịt.

Trên thực tế, đó chính là những gì mà các bác sĩ sẽ nhìn thấy khi phẫu thuật mở sọ não. Sự thật là bộ não của chúng ta ngập trong nước. Chính xác hơn là một hỗn hợp chất lỏng, gọi là dịch não tủy (cerebrospinal fluid - CSF).

Bộ não ngập trong nước

Dịch não tủy là một chất lỏng trong suốt, chứa các ion, protein, glucose và các chất dinh dưỡng. Nó liên tục được sản xuất, lưu thông và hấp thụ lại vào máu để giữ cho môi trường xung quanh não luôn ổn định.

Dịch não tủy có tác dụng bảo vệ não khỏi các tác động cơ học, như các cú va đập từ bên ngoài. Nếu bạn vô tình bị ngã, đập đầu vào tường hoặc đâu đó mà không bị làm sao, hãy cảm ơn dịch não tủy của bạn.

Ngoài ra, chất lỏng này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng áp lực bên trong hộp sọ, đảm bảo các hoạt động sinh lý của bạn diễn ra bình thường. Nó cũng là môi trường cung cấp dinh dưỡng và năng lượng cho các tế bào não. 

Dịch não tủy vận chuyển chất dinh dưỡng từ máu vào từng neuron thần kinh, giúp bạn suy nghĩ và hoạt động được.

Thế nhưng, còn một chức năng vô cùng quan trọng của dịch não tủy, mà nếu thiếu nó, não bộ cũng sẽ bị đình trệ, đó là chức năng loại bỏ chất thải. 

Bất cứ tế bào nào, bao gồm cả các neuron thần kinh, khi trao đổi chất và hoạt động đều tạo ra các chất cặn bã. Nếu các chất cặn bã này không được đào thải liên tục, não sẽ giống như một thành phố bị ngập lụt. 

Giao thông trong não sẽ đình trệ, khiến bạn không thể suy nghĩ được minh mẫn. Rác thải ở đây là các mảnh protein, tế bào chết trôi nổi sẽ tích tụ, đặt bạn vào nguy cơ mắc một số căn bệnh thần kinh như chứng mất trí, Alzheimer.

Thật may mắn, dịch não tủy đang hàng ngày giúp chúng ta đào thải tất cả các chất cặn bã đó. Nhưng hệ thống nước thải của "thành phố não bộ" hoạt động như thế nào?

Phải cho đến gần đây, các nhà khoa học mới có những kiến thức cụ thể về nó. Nghiên cứu mới trên PNAS là lần đầu tiên họ chụp được ảnh "hệ thống cống rãnh" bên trong não bộ. Và nó sẽ tiết lộ cho chúng ta nhiều điều, mà chính các nhà khoa học cũng còn phải bất ngờ.

Có một hệ thống xử lý nước thải bên trong não bộ

Từ lâu, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết về một mạng lưới các đường dẫn trong não được cho là có thể loại bỏ các protein rác trong não, phó giáo sư, tiến sĩ Juan Piantino, một nhà khoa học thần kinh đến từ Đại học Y khoa Oregon cho biết.

Ý tưởng này lần đầu tiên được đề xuất bởi một nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học Rochester vào năm 2012. Họ nói nếu não bộ không loại bỏ chất thải, chất thải sẽ tích tụ và tạo ra các bệnh như Alzheimer và các dạng mất trí khác.

Bên trong não chúng ta vì vậy phải tồn tại một hệ thống kênh dẫn chất thải đi ra khỏi não, tương tự như hệ thống bạch huyết của cơ thể, và đó phải là một phần của hệ thống miễn dịch. 

Để chứng minh điều này, các nhà khoa học tại Rochester đã mổ não những con chuột và tìm kiếm các kênh dẫn đó. Và họ đã thực sự tìm thấy chúng.

Hệ thống kênh dẫn nước thải ra khỏi não chuột đã được chụp ảnh và quay phim lại trong thời gian thực, khi chúng loại bỏ các mảnh protein ra khỏi não chuột. 

Các nhà khoa học gọi đây là "hệ thống thanh thải glymphatic", ghép từ glial là các tế bào thần kinh đệm (vì hệ thống này hoạt động dựa trên tế bào thần kinh đệm) và lymphatic là hệ bạch huyết (vì chất thải của não chuột được dẫn lưu qua các kênh bạch huyết).

Nhưng mọi chuyện chỉ dừng lại ở đó, suốt từ năm 2012, các nhà khoa học không thể chứng minh não người cũng tồn tại hệ thống thanh thải glymphatic này. Vì đơn giản, chúng ta không thể mổ não người ra như mổ não những con chuột.

Việc không thể quan sát được các kênh dẫn nước thải trong não bộ người đã tạo ra cuộc tranh cãi gay gắt trong cộng đồng khoa học. Một số nhà khoa học cho rằng nếu hệ thống này có ở chuột, nhiều khả năng chúng cũng có trên người, bởi chuột và chúng ta chia sẻ tới hơn 80% bộ gen.

Một số khác cho rằng chưa chắc. 20% bộ gen còn lại có thể quyết định việc não chuột khác với não người, và chúng ta chưa chắc đã có hệ thống thanh thải glymphatic giống như loài chuột. Phải thực sự nhìn thấy ảnh chụp của chúng thì họ mới tin.

"Bản thân tôi cũng luôn hoài nghi về điều này, và hiện vẫn còn rất nhiều người hoài nghi ngoài kia, họ vẫn không tin vào điều đó", tiến sĩ Piantino nói. "Đó chính là điều làm cho phát hiện của chúng tôi trở nên đáng chú ý".

Lần đầu tiên chụp được ảnh hệ thống glymphatic trong não bộ người

Để làm được điều đó, tiến sĩ Piantino đã tuyển dụng 5 bệnh nhân tham gia vào các cuộc phẫu thuật não tại Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon. Những bệnh nhân này đều mắc phải khối u thần kinh và sẽ phải mở sọ não hoặc phẫu thuật nội soi thông qua đường xoang mũi.

Các ca phẫu thuật đòi hỏi các bác sĩ phải rút bỏ một phần dịch não tủy của người bệnh. Sau khi khối u đã được cắt ra ngoài và ca phẫu thuật kết thúc, dịch não tủy sẽ được bơm trở lại não.

Tiến sĩ Piantino đã tận dụng quy trình đó, dưới sự đồng ý của người bệnh, ông pha vào hỗn hợp dịch não tủy mới sẽ truyền lại cho họ một chất cản từ gọi là gadolinium. Chất cản từ này là một chất trơ, không ảnh hưởng tới sức khỏe người bệnh và nó sẽ sáng lên dưới một máy chụp cộng hưởng từ MRI, cho phép các nhà khoa học nhìn vào dòng chảy của dịch não tủy bên trong não.

Bệnh nhân sau khi được truyền lại dịch não tủy chứa gadolinium sẽ được chụp cộng hưởng từ ở ba thời điểm 12 giờ, 24 giờ và 48 giờ sau ca phẫu thuật. Kết quả cho thấy dịch não tủy không khuếch tán đồng đều thông qua các mô não, mà chúng di chuyển thành dòng, dọc theo các đường dẫn, đi qua các khoảng quanh mạch máu trong các "con kênh" được nhìn thấy rõ ràng trên phim.

"Bạn thực sự có thể thấy các khoảng tối quanh mạch máu trong não chuyển sáng", đồng tác giả nghiên cứu, Erin Yamamoto, một bác sĩ nội trú chuyên khoa phẫu thuật thần kinh tại Trường Y OHSU cho biết. "Nó khá giống với hình ảnh mà nhóm Rochester đã trình bày ở chuột".

Không còn nghi ngờ gì nữa, các khoảng kênh này chính là hệ thống glymphatic bên trong não bộ người. "Chưa ai từng chứng minh dược sự tồn tại của chúng trước đây", tiến sĩ Piantino nói. "Điều này cho thấy dịch não tủy không chỉ đi vào não một cách ngẫu nhiên, như thể bạn cho một miếng bọt biển vào xô nước. Mà dịch não tủy thực sự đi qua các kênh này".

Giữ cho hệ thống thoát nước của não khỏe mạnh, cũng là giữ cho não bộ bạn minh mẫn

Không chỉ đi vào não, các mạng lưới trao đổi dịch não tủy cũng chính là con đường thanh thải các chất cặn bã do quá trình trao đổi chất của tế bào bên trong não bộ tạo ra. Các chất thải này bao gồm các protein như amyloid và tau, được chứng minh là nguyên nhân gây ra các cục và rối trong hình ảnh não của bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer.

"Mọi người nghĩ rằng những khoảng không quanh mạch máu này rất quan trọng, nhưng điều đó chưa bao giờ được chứng minh", tiến sĩ Piantino cho biết. "Bây giờ thì nó đã được chứng minh rồi đó".

Các nhà khoa học cho biết phát hiện mới có thể giúp họ tập trung phát triển một số loại thuốc điều chỉnh hoạt động của hệ thống thanh thải glymphatic, hứa hẹn sẽ giúp nhiều bệnh nhân điều trị được các căn bệnh thần kinh như Alzheimer hoặc các chứng mất trí khác.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy việc củng cố lối sống lành mạnh cũng góp phần cho hệ thống glymphatic hoạt động hiệu quả. Các nghiên cứu trên chuột trước đây cho thấy các đường ống dẫn chất thải ra khỏi não bộ hoạt động mạnh hơn tới 60% vào ban đêm, trong khi ngủ.

Bạn ngủ càng sâu và càng ngon, các chất cặn bã trong não bộ càng được thanh thải nhanh chóng và sạch sẽ. Đó là lý do bạn có thể thức dậy với một tâm trí hoàn toàn tỉnh táo và sảng khoái. 

Hóa ra, giấc ngủ không chỉ giúp cơ thể nghỉ ngơi, nạp lại năng lượng, mà nó còn giúp não bộ bạn trở nên "trong sạch" hơn theo đúng nghĩa đen. Hãy tưởng tượng những con kênh đầy nước thải trong thành phố, sau một đêm mưa to sẽ được gột rửa và nước của nó xanh ngắt trở lại.

Vì vậy, bí quyết để có một bộ não khỏe mạnh và sạch sẽ, đơn giản là chăm sóc tốt giấc ngủ của bạn. Hãy tập cho mình đi ngủ đúng giờ, và ngủ đủ từ 7-9 tiếng mỗi đêm. Giữ phòng ngủ của bạn tối và yên tĩnh, với nhiệt độ phòng thích hợp sẽ giúp bạn dễ đi vào giấc ngủ sâu hơn.

Ngoài ra, bạn nên tránh sử dụng thiết bị điện tử phát ra ánh sáng xanh như điện thoại, TV, máy tính trước giờ đi ngủ. Đặc biệt, bạn nên tránh uống các loại đồ uống có caffeine như trà, trà sữa, cà phê vào buổi tối.

Một chế độ ăn uống lành mạnh, đa dạng chất dinh dưỡng và tập luyện thể dục đều đặn cũng sẽ giúp bạn ngủ ngon và sâu hơn. Bằng cách chăm sóc giấc ngủ và điều chỉnh lối sống lành mạnh, bạn có thể giúp hệ glymphatic của mình hoạt động tối ưu, giữ cho não bộ sạch sẽ nhất, từ đó bảo vệ được sức khỏe hệ thần kinh của mình.