Nếu bạn hỏi một nhà nghiên cứu chống lão hóa về lời chỉ trích lớn nhất đối với lĩnh vực của họ, câu trả lời tiêu chuẩn sẽ là: "Hầu hết nghiên cứu được thực hiện trên chuột, và chuột không phải là con người". Rapamycin đã kéo dài tuổi thọ của chuột từ vài phần trăm đến hàng chục phần trăm trong các thí nghiệm khác nhau. Dasatinib + Quercetin đã loại bỏ các tế bào gốc zombie ở chuột và phục hồi sự nhanh nhẹn cho chúng. Nhưng mọi thành công như vậy luôn bị đặt câu hỏi ở đoạn cuối: "Liệu điều này có hiệu quả trên người không?"
Một nghiên cứu mới được công bố trên PNAS (Tạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ) đưa ra một góc nhìn mới cho câu hỏi này, và lần này không phải ở cấp độ tế bào mà ở cấp độ toàn bộ mạng lưới não bộ. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu là Giáo sư Gagan Wig từ Đại học Texas tại Dallas, đã đo lường cách tổ chức của các mạng chức năng trong não bị phân hủy theo tuổi tác và so sánh mô hình giữa chuột và người. Những gì họ tìm thấy: Mô hình suy giảm là chung và được bảo tồn giữa hai loài.
Công nghệ: fMRI ở chuột tỉnh táo
Bộ não không phải là một tập hợp các khu vực biệt lập. Nó được tổ chức thành các mô-đun, các nhóm khu vực làm việc cùng nhau và chuyên biệt hóa cho các nhiệm vụ, ví dụ như mạng thị giác, mạng vận động, hoặc mạng hoạt động khi chúng ta nghỉ ngơi. Một chỉ số quan trọng cho sức khỏe của tổ chức này được gọi là phân tách hệ thống (system segregation): mức độ mà mỗi mô-đun "nói chuyện" chủ yếu với chính nó và ít hòa trộn với các mô-đun khác. Phân tách cao là dấu hiệu của một bộ não có tổ chức và trẻ trung; khi ranh giới mờ đi và các mô-đun hòa trộn, đó là dấu hiệu của sự lão hóa.
Để đo lường điều này, cần phải nhìn thấy bộ não hoạt động, và đó chính xác là những gì fMRI trạng thái nghỉ làm: nó theo dõi các dao động trong lưu lượng máu não và cho thấy khu vực nào đồng bộ với nhau. Sự đổi mới kỹ thuật ở đây là những con chuột được quét trong trạng thái tỉnh táo chứ không phải dưới gây mê, điều này cho phép so sánh công bằng hơn với con người được quét khi tỉnh táo. Điều quan trọng cần làm rõ: Trong nghiên cứu này, không có tế bào nào được phân lập hoặc giải trình tự, và không có biểu hiện gen nào được đo lường. Tất cả phân tích đều ở cấp độ mạng chức năng.
Thiết lập: 82 con chuột trong suốt cuộc đời so với dữ liệu người
Nhóm nghiên cứu đã quét fMRI 82 con chuột tại nhiều thời điểm trong suốt cuộc đời của chúng, từ khoảng 3 tháng tuổi đến khoảng 20 tháng tuổi, một phạm vi tương đương với độ tuổi 18 đến 70 ở người. Mô hình mạng lưới thu được từ chuột được so sánh với dữ liệu fMRI người đã biết. Sự so sánh này cho phép kiểm tra một câu hỏi trực tiếp: Liệu quá trình phân hủy tổ chức mạng lưới tương tự như ở người theo tuổi tác có xảy ra trong não chuột không?
Phát hiện chính: Sự suy giảm được bảo tồn trong phân tách hệ thống
Câu trả lời là có. Sự phân tách hệ thống tồn tại trong não chuột và giảm theo tuổi tác, giống hệt như ở người. Nói cách khác, ở chuột già, các mô-đun não cũng mất đi sự khác biệt và bắt đầu hòa trộn, cùng một mô hình đặc trưng cho não người già. Như Ezra Winter-Nelson, nghiên cứu sinh tiến sĩ dẫn đầu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Wig, đã nói: "Cách các mô-đun não giao tiếp với nhau như một tổng thể là một chỉ số về sức khỏe não bộ dường như xảy ra tương tự ở cả người và chuột".
Đây chính xác là loại bằng chứng mà lĩnh vực lão hóa đang tìm kiếm: không còn là một con đường phân tử đơn lẻ, mà là một nguyên tắc tổ chức toàn não được bảo tồn giữa các loài. Nếu cấu trúc cơ bản của cách thức phân hủy là giống hệt nhau, thì não chuột trở thành một mô hình hợp lệ hơn để nghiên cứu sự lão hóa của não người.
Điều gì khác biệt? Con người già đi nhanh hơn so với tuổi thọ
Sự tương đồng không xóa bỏ sự khác biệt, và chính sự khác biệt thú vị lại gây bất ngờ. Khi cân nhắc tốc độ suy giảm so với tuổi thọ của mỗi loài, con người cho thấy sự suy giảm nhanh hơn trong phân tách hệ thống so với chuột. Như Giáo sư Wig đã nói: "Khi cân nhắc so với tuổi thọ của chúng, con người cho thấy sự suy giảm nhanh hơn liên quan đến tuổi tác trong tổ chức này". Giả thuyết được đưa ra từ điều này: Có thể con người dễ bị suy giảm não bộ và nhận thức hơn so với chuột, chứ không phải ít hơn.
Tại sao điều này quan trọng đối với nghiên cứu chống lão hóa?
Hệ quả của phát hiện này liên quan đến gốc rễ của những lời chỉ trích đối với lĩnh vực này:
Củng cố việc chuyển giao từ phòng thí nghiệm sang lâm sàng
Một trong những sự dè dặt lặp đi lặp lại trong mọi thí nghiệm trên chuột là có thể não của chúng già đi theo một cách khác. Phát hiện này thu hẹp sự dè dặt đó ở một cấp độ quan trọng: Nếu nguyên tắc tổ chức của các mạng não và cách nó phân hủy được bảo tồn giữa các loài, thì nhiều khả năng những hiểu biết về sức khỏe não bộ từ chuột cũng phù hợp với chúng ta. Đây không phải là sự đảm bảo rằng mọi phương pháp điều trị sẽ hiệu quả, nhưng đó là một luồng gió ủng hộ cho việc sử dụng chuột làm mô hình nghiên cứu não già.
Một chỉ số thống nhất cho sức khỏe não bộ
Sự phân tách hệ thống trở thành một công cụ đo lường có thể được áp dụng cho cả hai loài bằng cùng một ngôn ngữ. Do đó, về nguyên tắc, có thể kiểm tra một can thiệp trên chuột bằng cách sử dụng chỉ số mạng lưới và chuyển đổi trực tiếp nó thành chỉ số tương ứng ở người, thay vì chỉ dựa vào các chỉ số hành vi.
Điều quan trọng cần nhấn mạnh là nghiên cứu này đã không kiểm tra điều gì
Để giữ độ chính xác: Đây là một nghiên cứu hình ảnh mạng lưới, không phải nghiên cứu tế bào hoặc phân tử. Nó không đo lường tình trạng viêm microglia, mất myelin, biểu hiện gen khớp thần kinh hoặc chuyển hóa tế bào hình sao. Đây là những quá trình thực tế trong quá trình lão hóa não, nhưng chúng đơn giản là không được đo lường ở đây và không thể quy cho nghiên cứu này.
Cũng có những chủ đề như sự hình thành thần kinh (tạo ra các tế bào thần kinh mới) hoặc sự biến mất của các tế bào gốc thần kinh ở người là bối cảnh chung đã biết về sự khác biệt giữa các loài, nhưng không phải là phát hiện của nghiên cứu hiện tại. Phát hiện của nghiên cứu này là tập trung và rõ ràng: Một mô hình chung về sự suy giảm trong tổ chức của các mạng chức năng theo tuổi tác.
Tổng kết
Trong nhiều năm, những người hoài nghi đã nói: "Làm thế nào bạn có thể nghiên cứu sự lão hóa của não người từ chuột?". Nhóm nghiên cứu từ Đại học Texas tại Dallas đã đưa ra câu trả lời ở cấp độ mạng lưới não: Cả trong não chuột và não người, tổ chức của các mạng chức năng phân hủy theo tuổi tác theo cùng một mô hình cơ bản, mặc dù ở chúng ta, điều này xảy ra nhanh hơn so với tuổi thọ. Điều này không có nghĩa là mọi thứ hiệu quả trên chuột sẽ hiệu quả trên người, nhưng nó thiết lập chuột như một mô hình chất lượng cao hơn để nghiên cứu sự lão hóa của não và cung cấp một chỉ số thống nhất về sức khỏe não bộ có thể làm việc với cả hai loài.
Tài liệu tham khảo:
PNAS: Correspondence of large-scale functional brain network decline across aging mice and humans
UT Dallas News: Shared brain network aging patterns identified in humans, mice
💬 Bình luận (0)
Hãy là người đầu tiên bình luận về bài viết.