Nghiên cứu mới tiết lộ rằng quá trình ghi nhớ lâu dài phải trả giá – cụ thể là tình trạng viêm trong não và tổn thương DNA trong các tế bào thần kinh, khi ký ức được ‘hợp nhất’ vào các tế bào thần kinh và được lưu trữ.
Nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế cho rằng việc hình thành trí nhớ không khác gì việc làm món trứng tráng bằng cách đập vỡ một vài quả trứng: cần phải phá hủy một cách cẩn thận trước khi một mô hình trí nhớ mới có thể hình thành.
Dựa trên các thử nghiệm trên chuột được thực hiện trong nghiên cứu, điều này xảy ra bên trong vùng hải mã, một phần não được biết đến là nơi lưu trữ chính cho ký ức của chúng ta và rất quan trọng đối với quá trình ghi nhớ.
Nhà khoa học thần kinh Jelena Radulovic từ Đại học Y khoa Albert Einstein ở New York cho biết: “Viêm tế bào thần kinh não thường được coi là một “điều xấu” vì nó có thể dẫn đến các vấn đề về thần kinh như bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson”.
“Nhưng những phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng tình trạng viêm ở một số tế bào thần kinh ở vùng đồi thị của não là điều cần thiết để tạo ra những ký ức lâu dài”.
Nhóm nghiên cứu đã kích hoạt trí nhớ từng giai đoạn ở chuột bằng những cú sốc điện nhẹ và ngắn.
Phân tích chặt chẽ các tế bào thần kinh vùng đồi thị cho thấy sự kích hoạt của các gen trong con đường Toll-Like Receptor 9 (TLR9), quan trọng đối với tín hiệu viêm. Hơn nữa, con đường này chỉ được kích hoạt trong các cụm tế bào thần kinh, điều này cũng cho thấy sự tổn thương DNA.
Mặc dù sự đứt gãy DNA trong não xảy ra thường xuyên nhưng chúng thường được sửa chữa rất nhanh. Ở đây, những thay đổi dường như quan trọng hơn, với các quá trình sinh học thường liên quan đến sự phân chia tế bào dường như được sử dụng để tổ chức các tế bào thần kinh thành các cụm hình thành trí nhớ mà không phân chia tế bào.
Cơ chế chỉnh sửa tình trạng viêm ở chuột kéo dài một tuần, sau đó người ta nhận thấy các tế bào thần kinh lưu trữ trí nhớ có khả năng chống chịu tốt hơn với các tác động bên ngoài. Điều này cho thấy rằng ký ức sau đó sẽ bị khóa vĩnh viễn và được bảo vệ khỏi sự can thiệp từ bên ngoài. Điều gì đó tương tự cũng có thể xảy ra trong não người.
Radulovic cho biết: “Điều này rất đáng chú ý vì chúng ta liên tục tràn ngập thông tin và các tế bào thần kinh mã hóa ký ức cần lưu giữ thông tin mà chúng đã thu được và không bị phân tâm bởi những thông tin đầu vào mới”.
Khi con đường gây viêm TLR9 tương tự bị chặn ở chuột, chúng không thể được huấn luyện để ghi nhớ các cú sốc điện nữa. Sự vắng mặt của TLR9 cũng dẫn đến tổn thương DNA nghiêm trọng hơn, không giống như những gì được thấy trong các rối loạn thoái hóa thần kinh.
Việc ngăn chặn con đường TLR9 đã được đề xuất để điều trị hoặc ngăn ngừa COVID-19 lâu dài , nhưng nghiên cứu này cho thấy ý tưởng này có thể cần phải xem xét lại. Tuy nhiên, trên hết, đó là một cái nhìn sâu sắc mới hấp dẫn về cách lưu trữ ký ức trong não.
Radulovic cho biết: “Sự phân chia tế bào và phản ứng miễn dịch đã được bảo tồn ở mức độ cao trong đời sống động vật qua hàng triệu năm, cho phép sự sống tiếp tục diễn ra đồng thời bảo vệ khỏi các mầm bệnh ngoại lai”.
“Có vẻ như trong quá trình “tiến hóa“, các tế bào thần kinh vùng đồi thị đã áp dụng cơ chế ghi nhớ dựa trên miễn dịch này bằng cách kết hợp con đường TLR9 cảm nhận DNA của phản ứng miễn dịch với chức năng trung tâm sửa chữa DNA để hình thành ký ức mà không tiến tới phân chia tế bào.”
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.
Hoàng Nam (Sciencealert).
Xem thêm:
