Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH) vừa khởi động một sáng kiến đầy tham vọng trị giá 14,2 triệu USD trong 5 năm tới, nhằm vén màn bí ẩn về "giác quan thứ sáu" của con người, khả năng mà não bộ cảm nhận và điều chỉnh những gì diễn ra bên trong chính cơ thể.
Dự án quy mô lớn này do nhóm nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Scripps và Viện Allen phối hợp thực hiện, hướng tới mục tiêu tạo ra bản đồ toàn diện đầu tiên về cách hệ thần kinh theo dõi, giao tiếp và điều hòa các cơ quan nội tạng.
Câu hỏi tưởng chừng đơn giản như "làm sao não biết khi nào cần hít thở, khi huyết áp thay đổi hay khi cơ thể đang chống lại nhiễm trùng?" thực chất dẫn đến một cơ chế sinh học cực kỳ phức tạp mang tên "nội cảm" (interoception).
Đây là quá trình mà hệ thần kinh liên tục thu nhận, giải mã và phản ứng với các tín hiệu nội tại từ tim, phổi, dạ dày hay thậm chí cả hệ miễn dịch, giúp cơ thể duy trì trạng thái cân bằng sinh lý, hay còn gọi là "cân bằng nội môi".
Giải mã "giác quan thứ sáu" của con người
Khác với những giác quan quen thuộc như thị giác, thính giác hay khứu giác vốn hoạt động nhờ các cơ quan cảm nhận bên ngoài thì "nội cảm" lại là một giác quan thầm lặng, hoạt động liên tục bên trong mà con người gần như không nhận thức được. Chính vì tính chất ẩn sâu và lan tỏa khắp cơ thể, việc nghiên cứu nó từ trước đến nay vô cùng khó khăn.
Các tín hiệu nội cảm di chuyển từ nhiều cơ quan khác nhau qua hệ thống thần kinh, thường chồng chéo và không có ranh giới giải phẫu rõ ràng. Từ tim, phổi cho đến thận hay ruột, hàng triệu tế bào thần kinh cảm giác cùng truyền thông tin về trung tâm điều khiển ở não, giúp cơ thể phản ứng kịp thời với mọi biến động sinh học.
Tuy nhiên, cơ chế chính xác của mạng lưới cảm nhận này (cách chúng liên kết, giao tiếp, và điều hòa lẫn nhau) vẫn là một ẩn số lớn.
Nhà khoa học thần kinh Ardem Patapoutian , người đoạt giải Nobel Sinh lý học và Y học năm 2021 nhờ phát hiện các cảm biến xúc giác tế bào, sẽ dẫn dắt dự án này. Ông cho biết: "Chúng tôi rất vinh dự khi NIH hỗ trợ loại hình nghiên cứu hợp tác cần thiết để hiểu rõ hơn các hệ thống phức tạp như vậy. Giải mã được mạng lưới cảm giác nội tại này sẽ mở ra cánh cửa mới cho y học hiện đại".
Cùng với Ardem Patapoutian là giáo sư Li Ye, chuyên gia sinh học hóa học tại Scripps Research, và Bosilica Tasich, giám đốc di truyền học phân tử của Viện Allen. Dự án còn có sự tham gia của phó giáo sư Xin Jin, người đảm nhiệm phần nghiên cứu hệ gen và đặc điểm tế bào thần kinh cảm giác.
Ardem Patapoutian, Li Ye và Xin Jin.
Xây dựng "bản đồ nội cảm" đầu tiên
Mục tiêu của nhóm là tạo ra atlas nội cảm đầu tiên - một bản đồ 3D chi tiết mô tả cách các tế bào thần kinh cảm giác kết nối với từng cơ quan nội tạng. Phần nghiên cứu giải phẫu sẽ bắt đầu bằng việc đánh dấu và theo dõi đường đi của các dây thần kinh cảm giác từ tủy sống đến tim, phổi, ruột hay bàng quang. Những hình ảnh này sẽ được tái tạo bằng công nghệ chụp toàn thân tiên tiến, tạo nên bản đồ trực quan về mạng lưới thần kinh bên trong cơ thể.
Song song đó, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành giải mã di truyền của các tế bào thần kinh cảm giác để phân biệt từng loại tế bào theo chức năng, ví dụ, tế bào nào chịu trách nhiệm truyền tín hiệu từ dạ dày, tế bào nào từ gan, hay loại nào liên quan đến phản ứng viêm. Kết hợp hai hướng tiếp cận này, họ sẽ tạo nên một khung dữ liệu chuẩn hóa, được kỳ vọng sẽ trở thành nền tảng cho nghiên cứu thần kinh học trong nhiều thập kỷ tới.
Theo các nhà khoa học, việc hiểu rõ cấu trúc và hoạt động của hệ thống nội cảm không chỉ là bước tiến khoa học, mà còn mang giá trị y học to lớn. Nhiều bệnh lý hiện nay từ rối loạn tự miễn, đau mãn tính, rối loạn lo âu, trầm cảm đến thoái hóa thần kinh và cao huyết áp đều được cho là có liên quan đến sự "lệch pha" trong tín hiệu giữa não và cơ thể.
Bằng cách lập bản đồ chính xác các đường truyền thần kinh này, giới nghiên cứu hy vọng sẽ tìm ra cách điều chỉnh hoặc khôi phục lại cân bằng nội môi, mở ra hướng điều trị mới cho nhiều bệnh khó chữa.
Khi cơ thể "nói chuyện" với não bộ
Nội cảm, dù ít được nhắc đến, thực ra đóng vai trò trung tâm trong mọi hoạt động sống. Khi cơ thể mất nước, não sẽ gửi cảm giác khát; khi đường huyết giảm, ta cảm thấy đói; khi tim đập nhanh hay phổi thiếu oxy, ta cảm thấy bồn chồn hoặc lo lắng. Tất cả những cảm giác đó là kết quả của việc não bộ liên tục "lắng nghe" cơ thể thông qua mạng lưới nội cảm.
Phó giáo sư Xin Jin nhận định: "Nội cảm có mặt trong gần như mọi khía cạnh của sức khỏe con người, nhưng đến nay nó vẫn là vùng trắng trong khoa học thần kinh. Bằng cách tạo ra bản đồ đầu tiên của hệ thống này, chúng tôi hy vọng sẽ đặt nền móng để hiểu rõ hơn cách não duy trì sự ổn định bên trong, điều gì khiến nó bị rối loạn trong bệnh tật, và quan trọng hơn là làm thế nào để khôi phục lại trạng thái cân bằng đó".
Một bước ngoặt cho khoa học thần kinh thế kỷ 21
Giải thưởng nghiên cứu mà nhóm Scripps và Allen nhận được thuộc chương trình Nghiên cứu Rủi ro Cao, Phần thưởng Cao của NIH - một sáng kiến nhằm khuyến khích những ý tưởng táo bạo vượt ra khỏi khuôn khổ truyền thống. Theo đại diện NIH, đây là dạng dự án "dám nghĩ, dám làm" mà cơ quan này mong muốn hỗ trợ, bởi chúng có thể thay đổi căn bản cách nhân loại hiểu về cơ thể và sức khỏe.
Nếu thành công, bản đồ nội cảm đầu tiên trên thế giới sẽ không chỉ giúp các nhà khoa học giải mã một trong những bí ẩn lớn nhất của sinh học người, mà còn mở đường cho những phương pháp điều trị mang tính cá nhân hóa, giúp bác sĩ có thể can thiệp trực tiếp vào hệ thống giao tiếp giữa não và cơ quan nội tạng, nơi bắt đầu của mọi cảm nhận, cảm xúc và sự sống.
Lấy link