Một nghiên cứu đột phá (groundbreaking study) đã phát hiện rằng các tế bào bên ngoài não cũng có thể có chức năng ghi nhớ, thách thức quan điểm lâu nay (long-held belief) cho rằng ký ức chỉ tồn tại trong các tế bào não. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng các tế bào không thuộc não có thể học từ việc lặp lại có khoảng cách, kích hoạt một “gen ký ức” giống như các tế bào não.
Nghiên cứu tiết lộ rằng các tế bào mô thận và thần kinh có thể học và hình thành ký ức theo cách tương tự như các nơ-ron thần kinh.
Bộ não của chúng ta—và cụ thể là các tế bào não—thường được biết đến như nơi lưu trữ ký ức. Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học đã khám phá ra rằng các tế bào từ những bộ phận khác của cơ thể cũng đóng vai trò trong việc ghi nhớ, mở ra những con đường mới để hiểu cách hoạt động của ký ức (how memory functions) và tạo tiềm năng cho việc cải thiện khả năng học hỏi và điều trị các vấn đề liên quan đến trí nhớ.
“Việc học và ghi nhớ thường gắn liền với bộ não và tế bào não, nhưng nghiên cứu của chúng tôi cho thấy các tế bào khác trong cơ thể cũng có khả năng học hỏi và hình thành ký ức,” theo giải thích của Nikolay V. Kukushkin từ Đại học New York, tác giả chính của nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Nghiên cứu tìm hiểu liệu các tế bào ngoài não có thể hỗ trợ ký ức hay không bằng cách áp dụng một thuộc tính thần kinh lâu đời—hiệu ứng “học giãn cách”—cho thấy rằng chúng ta có xu hướng lưu giữ thông tin tốt hơn khi học với khoảng cách thời gian (spaced intervals) thay vì học dồn dập trong một lần.
Trong nghiên cứu trình bày trên Nature Communications, các nhà khoa học đã mô phỏng quá trình học qua thời gian bằng cách nghiên cứu hai loại tế bào người không thuộc não (một từ mô thần kinh và một từ mô thận) trong phòng thí nghiệm, và đưa chúng tiếp xúc với các mô hình tín hiệu hóa học khác nhau—giống như các tế bào não tiếp nhận các tín hiệu chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitters) khi chúng ta học thông tin mới. Đáp lại, các tế bào không thuộc não đã kích hoạt một “gen ký ức”—cùng loại gen mà các tế bào não kích hoạt khi phát hiện mô hình thông tin và tái cấu trúc liên kết để hình thành ký ức.
Theo dõi việc kích hoạt gen ký ức
Để giám sát quá trình học hỏi và ghi nhớ, các nhà khoa học đã thiết kế các tế bào không thuộc não này để tạo ra một loại protein phát sáng, cho biết khi nào gen ký ức được bật và khi nào tắt.
Kết quả cho thấy các tế bào này có thể nhận biết khi các xung hóa học—mô phỏng các đợt chất dẫn truyền thần kinh trong não—được lặp lại thay vì chỉ kéo dài liên tục, giống như các nơ-ron trong não của chúng ta nhận biết được khi học có khoảng nghỉ thay vì học dồn dập. Cụ thể, khi các xung được phát ra ở khoảng cách xa nhau, chúng kích hoạt “gen ký ức” mạnh hơn và trong thời gian dài hơn so với khi cùng một loại xung được truyền đến tất cả cùng lúc.
“Điều này phản ánh hiệu ứng học dồn dập-giãn cách (massed-space effect),” Kukushkin, phó giáo sư lâm sàng về khoa học đời sống tại NYU Liberal Studies và nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Thần kinh của NYU, cho biết. “Nó cho thấy rằng khả năng học từ việc lặp lại có khoảng cách không chỉ là đặc tính độc quyền của các tế bào não, mà thực ra có thể là một thuộc tính cơ bản của tất cả các tế bào.”
Các nhà nghiên cứu bổ sung rằng phát hiện này không chỉ mang đến cách mới để nghiên cứu ký ức mà còn chỉ ra các lợi ích tiềm năng liên quan đến sức khỏe.
“Khám phá này mở ra những cánh cửa mới để hiểu cách thức hoạt động của ký ức và có thể dẫn đến các phương pháp cải thiện khả năng học hỏi và điều trị các vấn đề về trí nhớ,” Kukushkin nhận xét. “Đồng thời, điều này gợi ý rằng trong tương lai, chúng ta cần đối xử với cơ thể như với não bộ—chẳng hạn, xem xét việc tuyến tụy của chúng ta ‘ghi nhớ’ xu hướng của các bữa ăn trước đây để duy trì mức đường huyết khỏe mạnh hoặc xem xét tế bào ung thư ‘ghi nhớ’ mô hình của hóa trị liệu.”
Một nhà nghiên cứu của NYU đưa các tín hiệu hóa học vào các tế bào không phải tế bào thần kinh được nuôi cấy trên đĩa. Ảnh: Nikolay Kukushkin
