Sinh thần kinh là quá trình hình thành những neuron mới trong não bộ, và ngược lại với những gì người ta từng tin, quá trình này tiếp diễn cả trong thời kỳ trưởng thành. Chủ yếu xuất hiện ở hồi hải mã, quá trình này có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố về lối sống như tập thể dục, tình trạng căng thẳng cũng hay gây cản trở. Hiểu được cách quá trình này vận hành chính là chìa khóa giúp ta khám phá được những tác động tiềm ẩn của nó lên khả năng học tập, ghi nhớ và sức khỏe nhận thức.
Neurogenesis is the process of forming new neurons in the brain, and contrary to past beliefs, it continues into adulthood. Primarily occurring in the hippocampus, this process can be influenced by lifestyle factors such as exercise, while stress tends to hinder it. Understanding how neurogenesis works is key to exploring its potential impacts on learning, memory, and cognitive health.
Nghiên cứu về quá trình sinh thần kinh ở người trưởng thành. Research on Adult Neurogenesis
Mặc dù hầu hết các tế bào não đều được hình thành trong quá trình phát triển phôi thai, thì vẫn có một số vùng nhất định trong não tiếp tục tạo mới các tế bào thần kinh trong thời sơ sinh. Tuy nhiên, mãi cho đến gần đây, khả năng bị giới hạn của não đã khiến người ta tin rằng quá trình sinh thần kinh – sự sản sinh các tế bào não mới – sẽ ngừng lại ngay sau giai đoạn này.
While the vast majority of our brain’s cells are formed during prenatal development, there are certain parts of the brain that continue to create new neural cells during infancy. Until recently, however, the brain’s limited capacity to regenerate triggered the belief that neurogenesis—the birth of new brain cells—ceased soon after this stage.
Tuy nhiên, nghiên cứu qua hai thập kỷ qua đã cho rằng có ít nhất một phần của não tiếp tục tạo tế bào thần kinh mới trong suốt vòng đời – phần đó của não chính là hồi hải mã.
However, research over the last two decades has suggested that at least one part of the brain continues to create new cells throughout a person’s lifespan—a part of the brain called the hippocampus.
Sinh thần kinh ở hồi hải mã. Neurogenesis in the Hippocampus
Trong suốt cuối những năm 1980, các nhà nghiên cứu tại Đại học Rockefellers tại TP. New York đã thực hiện các nghiên cứu trên khỉ đuôi sóc, chúng được tiêm một hóa chất tra dấu có thể phân biệt các tế bào não trưởng thành phân chia chậm với các tế bào phân chia nhanh.
During the late 1990s, researchers at Rockefeller University in New York City conducted studies in which marmoset monkeys were injected with a tracer chemical that could differentiate between slow-dividing mature brain cells and fast-dividing new ones.1
Họ phát hiện ra rằng hồi hải mã (một vùng não có liên đới với trí nhớ, học tập và cảm xúc) tiếp tục tạo tế bào mới mà không bị ràng buộc bởi tuổi tác hoặc thời gian.
They found that the hippocampus (a brain region associated with memories, learning, and emotions) continued to create new cells without the constraint of age or time.
Các nghiên cứu sau này sử dụng phương thức xác định tuổi bằng carbon-14 (xác định tuổi và quá trình phát triển của tế bào) xác nhận rằng các tế bào trong hồi hải mã, mặc dù vẫn liên tục chết đi, lại nhanh chóng được thay thế bởi các tế bào mới. Chỉ bằng cách hình thành những tế bào mới này, hồi hải mã mới có thể duy trì vận hành chức năng trọng yếu của nó.
Later studies using carbon-14 dating (which evaluates the age and process of cellular development) confirmed that cells in the hippocampus, while continually dying, were quickly replaced by new ones. It is only by the formation of these cells that the hippocampus can maintain its central functions.2
Nghiên cứu cho rằng số lượng các tế bào mới và tần suất chúng được tạo ra giảm theo tuổi tác. Như đã nói, tốc độ suy giảm không nhất quán và có thể khác biệt đáng kể tùy từng người.
Research suggests that the number of new cells and the frequency by which they are created declines with age. With that said, the rate of decline wasn’t seen to be consistent and could vary significantly from one person to the next.2
Sinh thần kinh tiếp diễn suốt cuộc đời. Neurogenesis Continues Through Life
Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng sinh thần kinh xuất hiện ở hồi rang trong hồi hải mã và rằng tế bào não mới tiếp tục hình thành khi ta bước vào tuổi cao niên. Những nghiên cứu khác cho rằng sự hình thành tế bào mới trong khu vực này đóng một vai trò lớn trong trí nhớ và học tập, đồng thời cũng bảo vệ não bộ khỏi căng thẳng.
Some studies have shown that neurogenesis occurs in the dentate gyrus of the hippocampus and that new brain cells continue to form into old age.3 Other research suggests that the formation of new cells in this region plays a role in learning and memory while also protecting the brain from stress.4
Những phát hiện mâu thuẫn. Contradictory Findings
Nghiên cứu khác được thực hiện tại Đại học California ở San Francisco đã không thể minh họa được sự phát triển của các neuron mới trong hồi hải mã ở gần 30 bệnh nhân trưởng thành, làm dấy lên tranh cãi về việc liệu sinh thần kinh ở người trưởng thành có thực sự xuất hiện hay không.
Other research performed at the University of California at San Francisco failed to demonstrate the development of new neurons in the hippocampus of almost 30 adult patients, fueling the controversy of whether neurogenesis in adults actually occurs.5
Những phát hiện như thế này cho thấy cần thêm nghiên cứu để hiểu rõ quá trình sinh thần kinh ở não bộ người trưởng thành.
Such findings indicate that more research is still needed to understand neurogenesis in adult brains.
Gen ảnh hưởng lên quá trình tái tạo thần kinh. The Gene That Influences Neural Regeneration
Gần đây hơn, nghiên cứu trên động vật được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Khoa Y, Đại học California tại San Diego phát hiện ra rằng khi các neuron trưởng thành bị tổn thương, chúng quay lại trạng thái phôi thai. Điều này có thể giúp chúng tái tạo, một quá trình bị ảnh hưởng bởi gen Huntingtin (HTT).
More recently, animal studies conducted by researchers at the UC San Diego School of Medicine found that when adult neurons are injured, they return to an embryonic state. This can help them regenerate, a process influenced by the Huntingtin (HTT) gene.6
Đột biến trong gen HTT đưa đến sự phân hủy tiến triển và làm chết các tế bào não, một bệnh lý có tên là bệnh Huntington.
Mutations in the HTT gene lead to the progressive breakdown and death of brain cells, a condition known as Huntington’s disease.
Tại sao sinh thần kinh lại quan trọng? Why Neurogenesis Is Important
Nghiên cứu về sinh thần kinh là cực kỳ quan trọng vì nó cho rằng có nhiều yếu tố có thể kích thích và ức chế quá trình sinh thần kinh ở người trưởng thành.
Research on neurogenesis is crucial because it suggests that there are factors that can stimulate and inhibit the process of adult neurogenesis.7
– Sự phát triển của các bệnh lý tâm thần kinh: Các nhà nghiên cứu quan tâm đến việc làm sao mà sinh thần kinh có thể ảnh hưởng lên cơ chế bệnh sinh của nhiều bệnh lý sức khỏe tâm thần khác nhau. Ví dụ, nếu sinh thần kinh có xuất hiện, thì làm sao mà việc thúc đẩy nó lại ảnh hưởng lên hàng loạt các bệnh lý như trầm cảm hoặc tâm thần phân liệt?
Development of neuropsychiatric conditions: Researchers are interested in learning how neurogenesis might impact the pathogenesis of different mental health conditions.8 For example, if neurogenesis is possible, how would promoting it influence the course of conditions like depression or schizophrenia?
– Vai trò trong trí nhớ và học tập: Việc hiểu được quá trình sinh thần kinh cũng có thể mang đến nhiều thông tin hơn cho các nhà nghiên cứu về sự ảnh hưởng của việc hình thành tế bào mới lên trí nhớ và học tập trong suốt cuộc đời.
Role in memory and learning: Understanding neurogenesis can also provide researchers with more information about how new cell development might impact memory and learning throughout life.
– Tác động lên suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi tác: Các nhà nghiên cứu biết rằng các tế bào não mất đi kết nối khi con người ta bước vào giai đoạn cao niên. Tìm hiểu về quá trình sinh thần kinh có thể giúp họ phát triển các cách thức giúp giữ lại các kết nối này hoặc khuyến khích hình thành các kết nối mới.
Impact on age-related cognitive declines: Researchers know brain cells lose connections as people enter old age. Learning more about the process of neurogenesis might help them develop ways to retain these connections or encourage new ones.
Nó thậm chí còn gợi ý các mô hình tiềm năng giúp điều trị các bệnh thoái hóa, như Alzheimer và Parkinson, và thậm chí còn đảo ngược tổn thương do chấn thương sọ não gây ra.
It even hints at possible models for treating degenerative diseases, such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, and even reversing damage caused by traumatic brain injury.
Làm sao để thúc đẩy sinh thần kinh? How to Promote Neurogenesis
Nghiên cứu trên sinh thần kinh ở người trưởng thành vẫn tiếp tục diễn ra, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng có một số thứ nhất định bạn có thể làm để giúp thúc đẩy sự phát triển của các tế bào não mới và bảo vệ những tế bào cũ).
Research on adult neurogenesis is still ongoing, but researchers do believe that there are certain things that you can do that might help promote the development of new brain cells (and protect old ones).
– Tập thể dục cho cơ thể. Exercise Your Body
Trong số những yếu tố có thể “tăng cường” quá trình này, thể dục được coi là một trong những cách hứa hẹn nhất. Nghiên cứu trên động vật được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Đại học Chicago phát hiện ra rằng tập thể dục nhịp điệu đưa đến sự gia tăng cả ở sản sinh tế bào ở hồi hải mã và tăng lượng thông tin di truyền được mã hóa.
Among the factors that can potentially “amp up” this process, exercise has been considered one of the most promising. Animal research conducted by scientists at the University of Chicago found that aerobic exercise led to both an increase in cell production in the hippocampus and an increase in the amount of genetic information being encoded.2
Phát hiện này nói lên rằng không chỉ chức năng của não bộ được cải thiện mà bản thân tế bào cũng có thể lưu trữ thông tin cho ghi nhớ và học tập tốt hơn.
What this tells us is that not only does the function of the brain improve, but the cells themselves are better able to store information for learning and memory.2
Nghiên cứu từ Đại học Pennsylvania ghi nhận thể dục nhịp điệu ở 120 người trưởng thành làm tăng kích thước thực sự của hồi hải mã lên 2% và hiệu quả đảo ngược sự mất đi của tế bào một đến hai năm.
Research from the University of Pennsylvania reported that aerobic exercise among 120 older adults increased the actual size of the hippocampus by two percent and effectively reversed the aging-related cell loss by one to two years.9
Một bài tổng quan hệ thống và phân tích tổng hợp năm 2018 đã phát hiện ra rằng tập thể dục nhịp điệu không có tác động đáng kể lên dung tích tổng của hồi hải mã. Tuy nhiên, kết quả có chỉ ra rằng thể dục có liên đới với tác động đáng kể lên dung tích bên trái của hồi hải mã. Nó cùng cho rằng thể dục nhịp điệu đóng một vai trò quan trọng trong duy trì thể tích của hồi hải mã theo thời gian.
A 2018 systematic review and meta-analysis found that aerobic exercise had no significant effect on total hippocampal volume. However, the results did indicate that exercise was connected with significant effects on left hippocampal volume.10 It also suggested that aerobic exercise played an important role in the retention of hippocampal volume over time.
Nghiên cứu cũng cho thấy tập thể dục giúp bảo vệ vùng não chủ chốt khỏi suy thoái theo tuổi tác.
Research suggests that exercise helps protect this critical brain region from age-related deterioration.
Tập thể dục cho não bộ. Exercise Your Brain
Ngoài tập thể dục cơ thể, các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng những môi trường phong phú đa dạng cũng có thể góp phần vào sự sống còn của các tế bào cũ và sự sản sinh các tế bào mới. Nói ngắn gọn, nó cho rằng bạn tập dục não bộ càng nhiều thì bạn càng duy trì được chức năng não tối ưu.
In addition to exercise, scientists have found that enriched environments can contribute to the survival of old cells and the production of new ones.11 In short, it is suggested that the more you exercise your brain, the more you can maintain optimal brain function.
Mặt khác, cũng có các yếu tố trực tiếp làm suy yếu quá trình sinh thần kinh. Đứng đầu trong số này là tuổi tác. Ví dụ, chúng ta đều biết rằng, khi con người ta đến độ tuổi 80, nhiều kết nối thần kinh trong hồi hãi mã sẽ biến mất.
On the flip side, there are factors that directly undermine neurogenesis. Chief among these is age. We know, for example, that by the time many adults reach their 80s, many of the neural connections in the hippocampus will be lost.12
Mặc dù thời gian chẳng chờ đợi ai, nhưng bạn có thể níu kéo các kết nối thần kinh của mình bằng cách giữ cơ thể năng động, cả về thể chất, tinh thần và xã hội.
While time stops for no one, you may be able to hang on to your neural connections by staying active, physically, socially, and mentally.
Kiểm soát căng thẳng. Manage Your Stress
Chúng ta cũng đều biết rằng, căng thẳng, cả cấp tính và mãn tính, đều làm suy giảm quá trình sinh thần kinh ở hồi hải mã của não bộ người trưởng thành. Mặc dù cơ chế chính xác vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, nhưng các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng căng thẳng làm tăng glucosteroid, vốn lại làm giảm các phân tử có tên là yếu tố sinh dưỡng.
We also know that stress, both acute and chronic, can decrease neurogenesis in the hippocampus of adult brains. While the exact mechanisms are not entirely clear, researchers have found that stress increases glucosteroids, which in turn reduces molecules known as trophic factors.7
Yếu tố sinh dưỡng là các phân tử protein giúp neuron phát triển và duy trì kết nối với các tế bào khác. Sự suy giảm của các tế bào này có liên đới với căng thẳng có thể cản trở quá trình sinh thần kinh ở người trưởng thành.
Trophic factors are protein molecules that help neurons develop and maintain their connections with other cells.13 The decrease in these cells associated with stress appears to hamper neurogenesis in adults.7
Kiểm soát căng thẳng hiệu quả có thể có nhiều cách, bao gồm giữ một tư duy tích cực, sử dụng các chiến thuật thư giãn, ngủ đủ giấc, và tham gia các hoạt động vui chơi giải trí. Mỗi người mỗi khác, vậy nên việc tìm ra cách thức phù hợp nhất với bản thân mới là điều quan trọng.
Managing your stress effectively can involve many practices, including adopting a positive mindset, using relaxation strategies, getting enough sleep, and engaging in leisure activities. Each person is different, so finding what works best for you is important.
Ý nghĩa. What This Means For You
Sẽ cần thêm nghiên cứu trong tương lai trên một số lượng bệnh nhân lớn và phát triển các kỹ thuật giúp chụp quét được các neuron mới trong não bộ đang sống để xác nhận chắc chắn hoặc bác bỏ thuyết sinh thần kinh ở người trưởng thành. Tuy nhiên, tranh luận tiếp diễn về chủ đề này không nên ngăn bạn tập thể dục thể chất và tinh thần – ngay cả khi khi nó không giúp hỗ trợ quá trình sinh thần kinh thì tác động của nó lên sức khỏe nói chung vẫn là điều không thể bàn cãi.
Future research with a large number of patients and the development of techniques that allow for imaging of new neurons in the living brain will be necessary to definitively confirm or refute the theory of neurogenesis in adults. However, this ongoing debate should not discourage you from exercising physically and mentally—even if it does not help neurogenesis, its effects on your overall health are without question.
Tham khảo. Sources
Gould E, Tanapat P, McEwen BS, Flügge G, Fuchs E. Proliferation of granule cell precursors in the dentate gyrus of adult monkeys is diminished by stress. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(6):3168-3171. doi:10.1073/pnas.95.6.3168
Ernst A, Frisén J. Adult neurogenesis in humans- common and unique traits in mammals. PLoS Biol. 2015;13(1):e1002045. doi:10.1371/journal.pbio.1002045
Kempermann G, Gage FH, Aigner L, et al. Human adult neurogenesis: Evidence and remaining questions. Cell Stem Cell. 2018;23(1):25-30. doi:10.1016/j.stem.2018.04.004
Bergmann O, Spalding KL, Frisén J. Adult neurogenesis in humans. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2015;7(7):a018994. doi:10.1101/cshperspect.a018994
Sorrells SF, Paredes MF, Cebrian-silla A, et al. Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature. 2018;555(7696):377-381. doi:10.1038/nature25975
Poplawski GHD, Kawaguchi R, Van Niekerk E, et al. Injured adult neurons regress to an embryonic transcriptional growth state. Nature. 2020;581(7806):77-82. doi:10.1038/s41586-020-2200-5
Kumar A, Pareek V, Faiq MA, Ghosh SK, Kumari C. Adult neurogenesis in humans: A review of basic concepts, history, current research, and clinical implications. Innov Clin Neurosci. 2019;16(5-6):30-37.
Schoenfeld TJ, Cameron HA. Adult neurogenesis and mental illness. Neuropsychopharmacology. 2015;40(1):113-128. doi:10.1038/npp.2014.230
Erickson KI, Voss MW, Prakash RS, et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(7):3017-22. doi:10.1073/pnas.1015950108
Firth J, Stubbs B, Vancampfort D, et al. Effect of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: A systematic review and meta-analysis. NeuroImage. 2018;166:230-238. doi:10.1016/j.neuroimage.2017.11.007
Grońska-Pęski M, Gonçalves JT, Hébert JM. Enriched environment promotes adult hippocampal neurogenesis through FGFRs. J Neurosci. 2021;41(13):2899-2910. doi:10.1523/JNEUROSCI.2286-20.2021
Edler MK, Munger EL, Meindl RS, et al. Neuron loss associated with age but not Alzheimer’s disease pathology in the chimpanzee brain. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2020;375(1811):20190619. doi:10.1098/rstb.2019.0619
ALS Association. Trophic factors.
Nguồn: https://www.verywellmind.com/adult-neurogenesis-can-we-grow-new-brain-cells-2794885
Như Trang.