Bí mật 'ngủ đông' mở lối cho y học và vũ trụ

Phi hành gia NASA trong sứ mệnh Artemis II vào tháng 4/2026. Ảnh: Getty Images

Vì sao con người cũng cần “ngủ đông”?

Theo The Guardian, thách thức lớn nhất của hành trình tương lai đến sao Hỏa chính là cơ thể con người. Trong các sứ mệnh du hành vũ trụ, phi hành gia lâu nay phải đối mặt bức xạ vũ trụ, tình trạng mất cơ, loãng xương, suy giảm thị lực và áp lực tâm lý. Chính vì vậy, giới khoa học đang theo đuổi hướng đi mới: thay đổi trạng thái sinh học của con người bằng công nghệ “ngủ đông nhân tạo”, giúp họ vượt qua điều kiện khắc nghiệt.

Ý tưởng này lấy cảm hứng từ chiến lược sinh tồn khoảng 250 triệu năm trong giới tự nhiên. Nhiều loài động vật như sóc đất, gấu, dơi, chim, cá có thể ngủ đông suốt nhiều tuần hoặc nhiều tháng trong giai đoạn khan hiếm thức ăn. Khi đó, chúng gần như “tắt” toàn bộ hoạt động sống: không ăn, không uống, không vận động, nhưng khi tỉnh dậy, cơ thể hầu như không chịu tổn thương.

Điều hấp dẫn giới khoa học là ngủ đông không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn tạo “lá chắn sinh học” tự nhiên. Trong trạng thái này, cơ thể tiêu thụ ít ô xy hơn, tốc độ trao đổi chất giảm mạnh và kích hoạt “cơ chế sửa chữa” ADN hiệu quả. Đây là những đặc tính có thể giúp con người ứng phó các nguy cơ lớn nhất của sứ mệnh khám phá vũ trụ dài ngày.

Nhiều nhóm nghiên cứu được Cơ quan Hàng không và vũ trụ Mỹ, Cơ quan Vũ trụ châu Âu tài trợ đang phát triển công nghệ “ngủ đông nhân tạo”. Theo đó, trạng thái giảm chuyển hóa nhân tạo (synthetic torpor) giúp cơ thể con người giảm sâu mức tiêu hao năng lượng nhưng não vẫn duy trì hoạt động để vượt qua những điều kiện khắc nghiệt.

Theo Nature Metabolism, giới nghiên cứu phát hiện vùng não gọi là cơ quan dưới vòm (SFO) kiểm soát cảm giác khát. Khi tác động vào đây, cảm giác khát gần như biến mất. Đáng chú ý, con người cũng sở hữu cấu trúc não tương tự. Song song đó, nhiều phòng thí nghiệm thử nghiệm phương pháp sử dụng thuốc, siêu âm hội tụ hoặc kích thích các vùng não điều hòa thân nhiệt... nhằm tạo trạng thái giảm chuyển hóa ở động vật.

Thử nghiệm đầu tiên trên người cũng đã bắt đầu. Trong nghiên cứu của Đại học Pittsburgh (Mỹ), những người khỏe mạnh sử dụng thuốc dexmedetomidine trong 5 ngày cho thấy mức trao đổi chất giảm khoảng 20%, còn lượng calo tiêu thụ giảm 30%. Con số này vẫn còn khá khiêm tốn so với động vật ngủ đông, song được xem là bước tiến quan trọng chứng minh trạng thái giảm chuyển hóa ở người là khả thi.

Triển vọng ứng dụng

Điều hấp dẫn nhất của “ngủ đông nhân tạo” nhằm thay đổi cách con người giải bài toán du hành vũ trụ. Thay vì mang theo nhiều thực phẩm, nước uống và thiết bị hỗ trợ, các nhà khoa học tìm cách giảm nhu cầu năng lượng của chính cơ thể. Chuyến khứ hồi tới sao Hỏa cần khoảng 300 kg thực phẩm cho mỗi phi hành gia. Chỉ cần giảm khoảng 25% tốc độ trao đổi chất, khối lượng lương thực và nhiều nguồn lực khác cũng giảm đáng kể, trong khi cơ thể vẫn được bảo vệ tốt hơn trước tình trạng mất cơ, loãng xương, bức xạ và căng thẳng tâm lý.

Trên Trái đất, phương pháp này còn mở ra triển vọng lớn cho y học khi có thể hỗ trợ điều trị Parkinson, Alzheimer, ung thư, béo phì, suy tim và hen suyễn… Trong cấp cứu, đây còn có thể là công cụ kéo dài “thời gian vàng” cho bệnh nhân đột quỵ, nhồi máu cơ tim hoặc chấn thương sọ não bằng cách làm chậm quá trình chuyển hóa và giảm phản ứng viêm mà không cần đến máy hỗ trợ sự sống. Đồng thời có thể trở thành phiên bản cải tiến của phương pháp hạ thân nhiệt trị liệu được áp dụng trong nhiều thập kỷ.

Rào cản lớn nhất hiện nằm ở khả năng đánh thức cơ thể an toàn sau nhiều ngày hoặc nhiều tháng ngủ đông. Bởi, trạng thái này tác động đến gần như mọi cơ quan và tế bào, chỉ sai lệch nhỏ cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng. Dẫu vậy, với sự kết hợp của khoa học thần kinh, kỹ thuật y sinh và y học hiện đại, công nghệ này từng bước tiến gần tới hiện thực, hứa hẹn trở thành một trong những đột phá quan trọng nhất của thế kỷ 21, vừa mở rộng giới hạn khám phá vũ trụ, vừa thay đổi cách điều trị và cứu sống bệnh nhân.