Nếp nhăn trên não hình thành như thế nào?

Nếp gấp bất thường của não có mối liên hệ với nhiều bệnh về thần kinh như tự kỷ, chán ăn tâm thần, động kinh và tâm thần phân liệt. Sinh non và hội chứng thai chậm tăng trưởng trong tử cung, những yếu tố nguy hiểm chính khiến bị bại não, cũng có thể ảnh hưởng đến nếp nhăn não và dẫn đến giảm nhận thức.

Dù biết nếp nhăn quan trọng như thế nào với một bộ não khỏe mạnh, các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu hiểu quy trình hình thành nếp nhăn và tại sao quy trình này lại bị lỗi.

Những vùng trên não trong bào thai cừu được phân tích qua các giai đoạn: trước khi hình thành nếp nhăn, trong quá trình hình thành và khi nếp nhăn hình thành hoàn toàn.

Một nghiên cứu tiền lâm sàng mới do các nhà khoa học Úc và Thụy Sĩ tiến hành lần đầu tiên đã xác định được những gen liên kết với sự hình thành hai hình thái của nếp nhăn não – uốn cong vào trong và ra ngoài – trong phần chất xám của não bộ.

Dùng những mô hình động vật có sự phát triển não bộ gần với não người để tìm hiểu, nghiên cứu khám phá ra sự khác biệt trong cả biểu hiện gen và hình dạng nơ-ron thần kinh trong suốt quá trình hình thành nếp nhăn.

Phó giáo sư Mary Tolcos từ Đại học RMIT, đồng nghiên cứu viên chính, cho biết hiện không có liệu pháp phòng tránh hay điều trị nếp nhăn bất thường, cũng như không có cách tầm soát sớm các dị tật trước khi nếp nhăn hình thành.“Chúng ta biết nếp nhăn hình thành ở giai đoạn hai và ba của thai kỳ, và phần lớn nếp nhăn trên toàn bộ não người đều hình thành theo những cấu trúc nhất định”, Phó giáo sư Tolcoscho hay.

“Điều này cho thấy quy trình hình thành nếp nhăn phần lớn được quyết định bởi gen nhưng chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu quy trình đó diễn ra như thế nào – giống như chúng ta đang có một mẫu gấp giấy orgami phức tạp mà không có hướng dẫn cách gấp.

“Nghiên cứu của chúng tôi là bước hết sức quan trọng hướng đến hiểu biết toàn bộ các lệnh về gen này, bằng cách chỉ ra gen nào được kết nối với việc hình thành các nếp nhăn.Bước tiếp theo là cần chỉ ra vai trò chính xác của những gen này trong quy trình hình thành nếp nhăn, để từ đó chúng ta có thể xác định được những liệu pháp định hướng tiềm năng và phát triển phương thức can thiệp nhằm phòng tránh và chỉnh lại những nếp nhăn bất thường trong não”.

Nền tảng cơ bản của việc hình thành nếp nhăn

Những nghiên cứu trước đây về hình thành nếp nhăn trên não tậo trung vào chất trắng hoặc nghiên cứu trên những động vật có não trơn hơn là vào những loài có não nhăn, nhưng phần lớn đều bỏ qua chất xám trong não.

Dù mặt khoa học của việc hình thành nếp nhăn vẫn chưa rõ, bằng chứng mới nhất cho thấy trong quá trình phát triển não bộ chất xám phình ra nhanh hơn chất trắng, tạo ra tính không ổn định cơ học dẫn đến việc hình thành các nếp nhăn trên não.

Nơ-ron chất xám cuộn ra ngoài (trái) và vào trong (phải) – những điểm khác biệt được đánh dấu màu đỏ. Kết quả nghiên cứu cho thấy hình dạng khác nhau của nơ-ron trong những khu vực này trong quá trình hình thành nếp nhăn tương quan với những khác biệt về gen..

Nhưng việc hình thành các hồi và rãnh không diễn ra ngẫu nhiên - chúng theo một hình mẫu tương tự ở tất cả những nếp nhăn trong tất cả não của cùng một loài. Nghiên cứu mới của RMIT tập trung vào não cừu, loài có nếp nhăn hình thành trong thời gian thai kỳ giống như não người.

Nghiên cứu viên, Tiến sĩ Sebastian Quezada Rojascho biết đây là nghiên cứu đầu tiên tìm hiểu gen của phần nhăn chất xám tương lai trong suốt quá trình nếp nhăn hình thành theo thời gian.

“Chúng tôi tìm thấy một số gen có biểu hiện cao hơn trong những khu vực cuộn ra ngoài và biểu hiện thấp hơn ở khu vực cuộn vào trong. Những gen khác thì ngược lại. Cùng nhau, biểu hiện của những gen này lý giải tại sao kiểu nhăn của võ não lại nhất quán đến vậy giữa những cá thể trong cùng một loài”.

Những khác biệt về gen còn tương quan với những thay đổi trong nơ-ron chất xám.

Tiến sĩ Quezada Rojas cho biết: “Chúng tôi tin rằng những khu vực cuộn ra ngoài hay vào trong được lập trình để hành xử khác nhau và hình dạng nơ-ron ảnh hưởng đến cách nhăn của những khu vực đó. Vén bức màn bí mật của những kết nối này sẽ là trọng tâm giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu”.

Nghiên cứu được Hội đồng nghiên cứu Úc ARC và Hội đồng Nghiên cứu sức khỏe và y tế quốc gia NHMRC tài trợ, và được đồng dẫn dắt bởi Giáo sư David Walker, Chủ nhiệm chương trình nghiên cứu Phát triển thần kinh trong sức khỏe và bệnh học tại Khoa Khoa học sức khỏe và Kỹ thuật y sinh tại Đại học RMIT.

Linh Khánh