Theo truyền thông Qatar, các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford (Mỹ) đã cấy mô não người nuôi trong phòng thí nghiệm vào những con chuột biến đổi gien để thiếu phần lớn vỏ não – vùng não giữ vai trò quan trọng trong nhận thức, vận động, ra quyết định và khả năng tập trung.
Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature, mô hình chuột mang tế bào thần kinh người này có thể mở ra hướng nghiên cứu mới về hoạt động của các mạch thần kinh và những bệnh lý não bộ như tâm thần phân liệt, bại não và sa sút trí tuệ.
Cụ thể, các nhà khoa học đã biến đổi gien của những con chuột để chúng được sinh ra và phát triển mà không có phần lớn vỏ não cùng vùng hồi hải mã lân cận – những cấu trúc cần thiết cho vận động, học tập và ghi nhớ.
Khi chuột được hai ngày tuổi, các nhà nghiên cứu đưa vào những vùng não còn khuyết các khối tế bào não người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, gọi là organoid. Đây là những cụm tế bào nhỏ được phát triển từ tế bào gốc hoặc mô khối u, có khả năng mô phỏng một số đặc điểm của cơ quan trong cơ thể. Mỗi khối tế bào trong thí nghiệm được tạo từ tế bào gốc của người hiến khỏe mạnh, chứa khoảng 100.000 tế bào người.
Tổng cộng, các nhà khoa học đã loại bỏ khoảng 14 triệu tế bào thần kinh của chuột và bổ sung khoảng 4 triệu tế bào thần kinh người.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh đây không phải là phương pháp cấy ghép não, cũng không khiến chuột có khả năng suy nghĩ như con người. Trong số 29 con chuột được thử nghiệm, có 25 con cấy ghép thành công.
Trong vòng 3 tháng, mô não người phát triển lớn gấp khoảng 5 lần, kết nối với hệ thống mạch máu của chuột và lấp đầy hơn 90% các khoang não được tạo ra trước đó.
Dù mô người chiếm khoảng một nửa thể tích não, những con chuột này vẫn đi lại và phát ra âm thanh gần như bình thường.
Trong thử nghiệm với mê cung, những con chuột không được cấy mô não người thường xuyên đi lạc, trong khi nhóm được cấy tế bào người đạt kết quả tốt hơn. Kết quả này cho thấy mô não người có thể đã góp phần cải thiện khả năng nhận thức của chuột.
Một phát hiện đáng chú ý khác là một phần mô được cấy đã phát triển thành tế bào thần kinh von Economo. Đây là loại tế bào dài, rất hiếm gặp, thông thường không có ở chuột và gần như không thể tạo ra trong phòng thí nghiệm. Chúng được tìm thấy ở những loài có đời sống xã hội phức tạp như con người, các loài vượn, cá voi và voi.
Nghiên cứu cũng có thể giúp tìm hiểu cơ chế gây bệnh bại não. Ở trẻ sơ sinh, tình trạng thiếu oxy có thể xảy ra do những biến chứng trong quá trình sinh nở. Trong khi đó, chuột con hiếm khi gặp tình trạng này, khiến việc nghiên cứu bệnh bại não trên loài gặm nhấm gặp nhiều khó khăn.
Trong thí nghiệm, khi những con chuột biến đổi gien bị đặt trong môi trường thiếu ôxy, chúng xuất hiện tổn thương não, dáng đi bất thường và khả năng phối hợp vận động giữa các chi suy giảm.
Các bệnh lý não bộ thuộc nhóm khó nghiên cứu nhất. Não người có khoảng 86 tỷ tế bào thần kinh, liên kết với nhau thông qua hàng nghìn tỷ kết nối. Những rào cản về đạo đức, an toàn cùng cấu trúc sinh học phức tạp của não khiến các nhà khoa học khó tiếp cận mô não người còn sống để nghiên cứu.
Trong nhiều năm qua, giới khoa học đã phát triển các organoid – những cụm tế bào thần kinh người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, chúng không thể thay thế một bộ não hoàn chỉnh do thiếu các kết nối thần kinh, tín hiệu đầu vào và môi trường hoạt động của một cơ thể sống.
Giáo sư Sergiu Pasca, tác giả chính của nghiên cứu, chuyên gia tâm thần học và khoa học hành vi tại Đại học Stanford, cho rằng phương pháp mới có thể giúp giới khoa học hiểu sâu hơn về hoạt động của não người.
Ông cho biết trong hai thập kỷ qua, các nhà khoa học đã tìm cách xây dựng mô hình não người bên ngoài cơ thể. Phương pháp mới không thay thế những mô hình nghiên cứu hiện có, nhưng có thể giúp tiếp cận những khía cạnh khác trong hoạt động của não bộ vốn rất khó khảo sát bằng các phương pháp trước đây.
Cùng với tiến bộ trong nghiên cứu organoid não, yêu cầu xây dựng các quy định và cơ chế giám sát cũng ngày càng được đặt ra, do công nghệ này liên quan đến nhiều vấn đề đạo đức nhạy cảm.
Mối quan ngại chủ yếu là liệu các cụm tế bào thần kinh hoặc mô não được nuôi cấy bên ngoài cơ thể có thể phát triển khả năng cảm nhận hoặc ý thức hay không, và liệu những khả năng này có thể được xác định bằng phương pháp khoa học.
Nhóm nghiên cứu đã dừng thí nghiệm khi các tế bào thần kinh người được cấy vào não chuột phát triển được 6 tháng, trước khi chúng hình thành thêm nhiều kết nối với não chuột và xuất hiện bất kỳ dấu hiệu nào về ý thức.
Giáo sư John Evans, chuyên gia xã hội học tại Đại học California ở San Diego, người không tham gia nghiên cứu, nhận định thí nghiệm chưa đặt ra những vấn đề đạo đức lớn. Tuy nhiên, kết quả này cho thấy khả năng tạo ra những loài động vật khác có thể làm nảy sinh các quan ngại nghiêm trọng hơn.
Theo ông Evans, thách thức nằm ở việc chưa xác định được những giới hạn rõ ràng cho quá trình mở rộng nghiên cứu, từ động vật gặm nhấm đến các loài linh trưởng không phải con người.
Vì vậy, ông đề xuất trước mắt chỉ nên giới hạn nghiên cứu trong nhóm động vật gặm nhấm, nhằm tránh tạo ra những sinh vật lai thần kinh mang đặc điểm của cả người và động vật, có thể làm dấy lên những tranh cãi về đạo đức.
