Khi chúng ta ngủ, “hệ thống glymphatic” của não giúp rửa sạch chất thải trao đổi chất trong cơ quan. (ảnh: ArtistGNDphotography/Getty Images)

Theo các nhà khoa học, chúng ta dành 1/4 đến 1/3 cuộc đời để ngủ. Nhưng khi chúng ta nghỉ ngơi, bộ não vẫn làm việc chăm chỉ và thực hiện bảo trì thường xuyên. Giấc ngủ được biết là rất quan trọng đối với việc học tập và tạo ra trí nhớ, và bạn có thể đã nghe nói rằng, trong khi ngủ, não sẽ tự loại bỏ những chất thải tích tụ khi chúng ta thức.

Nhưng làm thế nào não loại bỏ những chất độc này ra khỏi hệ thống của nó và tại sao điều này chỉ xảy ra trong khi ngủ?

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bộ máy xử lý chất thải của não được gọi là hệ thống glymphatic, bao gồm một mạng lưới các đường hầm bao quanh các mạch máu trong não. Hệ thống này tương tự như hệ thống thanh lọc chất thải được tìm thấy ở phần còn lại của cơ thể, được gọi là hệ bạch huyết.

Các đường hầm trong mạng lưới bạch huyết chứa một chất trong suốt, dạng nước gọi là dịch não tủy (CSF), chứa chất dinh dưỡng và đệm vật lý cho não. CSF từ những đường hầm này vào các khoang não, nơi nó trộn lẫn với một chất lỏng khác được tìm thấy giữa các tế bào não đang hoạt động.

Tại đây, CSF thu gom chất thải trao đổi chất từ ​​các tế bào đó; điều này bao gồm các protein amyloid-beta, tích tụ trong não gây ra bệnh Alzheimer. Chất lỏng "bẩn" sau đó sẽ bị đẩy ra khỏi không gian và thoát ra khỏi não thông qua các mạch bạch huyết đưa CSF vào hệ thống bạch huyết, nơi nó được loại bỏ.

Ngoài việc loại bỏ chất thải này, hệ thống glymphatic còn giúp vận chuyển chất béo, đường và các chất hóa học trong hệ thần kinh và có thể đóng vai trò phân phối thuốc trong não.

Hệ thống này lần đầu tiên được phát hiện ở chuột, nhưng kết quả quét não cho thấy hệ thống này cũng tồn tại trong não người.

Sơ đồ này cho thấy các thành phần liên quan đến con đường thanh thải glymphatic trong não. (ảnh: Jeffrey J. Iliff/Wikimedia Commons)

Nói với Live Science, Jonathan Kipnis, nhà miễn dịch học tại Đại học Washington ở St. Louis cho hay: “Kết nối Glymphatic là hệ thống ống nước của não”. Hệ thống này phụ thuộc vào các tế bào hình ngôi sao gọi là tế bào hình sao, hình thành các kết nối với các mạch máu. Các kênh nước trong tế bào hình sao giúp dịch não tủy chảy từ nơi này sang nơi khác.

Tiến sĩ Maiken Nedergaard, người thuộc nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Y tế Đại học Rochester đã phát hiện ra hệ thống glymphatic vào năm 2012 cho biết, sự tham gia của tế bào hình sao vào quá trình quan trọng này khiến bà ngạc nhiên.

Cô nói với Live Science: "Khoa học thần kinh luôn lấy tế bào thần kinh làm trung tâm. Tế bào hình sao được coi là tế bào quản lý". "Và ở đây, tế bào hình sao có thể cho não biết phải làm gì".

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra hệ thống glymphatic bằng cách đưa các phân tử huỳnh quang vào CSF ​​của chuột và theo dõi dòng chảy của nó. Trong các thí nghiệm tương tự, họ phát hiện ra rằng dòng chảy này gắn liền với giấc ngủ - nó giảm gần 95% ở những con chuột thức so với những con chuột đang ngủ.

Nedergaard đưa ra giả thuyết rằng, bởi vì bộ não của chúng ta tập trung vào việc tích hợp tất cả thông tin chúng ta nhận được khi thức, nên nó không thể tự làm sạch cùng một lúc, cô nói. Cô nói: “Điều này chắc chắn giải thích nhu cầu sinh học của chúng ta về giấc ngủ”.

Trạng thái ngủ của một người dường như cũng ảnh hưởng đến cách CSF điều hướng mê cung hàng tỷ tế bào thần kinh để loại bỏ chất thải. Giấc ngủ đồng bộ hóa các tế bào thần kinh, gửi các sóng hạt tích điện năng lượng cao qua chất lỏng giữa các tế bào. Điều này giúp di chuyển CSF vào những không gian này.

Điều đó nói lên rằng, đã có một số kết quả trái ngược nhau về việc giấc ngủ thúc đẩy quá trình làm sạch não này. Một số nhà khoa học đã phát hiện ra rằng quá trình này có thể xảy ra bất kể con vật đang ngủ hay thức. Họ đã chỉ ra rằng một phương pháp thử nghiệm có thể làm thay đổi dòng glymphatic, bất kể trạng thái ngủ.

Tuy nhiên, Kipnis cho biết, nhiều nhà khoa học đồng ý rằng, quá trình thanh lọc cơ thể diễn ra hiệu quả nhất trong khi ngủ.

Nedergaard nói thêm, không có đủ dữ liệu về cách chất thải thực sự được loại bỏ khỏi não, di chuyển rác từ phòng này sang phòng khác, không loại bỏ nó."

Hệ thống glymphatic được cho là tích tụ sự hao mòn theo tuổi tác và điều này có thể góp phần tích tụ chất thải và protein bất thường, có khả năng dẫn đến các bệnh như Alzheimer. Kipnis nói: “Tôi nghĩ rằng mọi căn bệnh bị ảnh hưởng bởi sự tích tụ các mảnh vụn sẽ phụ thuộc vào chức năng glymphatic”.

Nedergaard đồng ý. Về lý thuyết, các liệu pháp nhằm cải thiện chất lượng giấc ngủ có thể mang lại lợi ích cho những người có dòng bạch huyết chậm và có khả năng làm chậm sự tiến triển của các bệnh thoái hóa thần kinh, bà lưu ý./.