Một nghiên cứu mới phát hiện ra rằng trong suốt quá trình chào đời, các tế bào thần kinh ở một số vùng não của trẻ sơ sinh hoạt động mạnh hơn đáng kể. (Nguồn: pixabay.com)
Một nghiên cứu mới đã mang đến cái nhìn chưa từng có về cách các tế bào thần kinh trong não bộ thay đổi hoạt động trong quá trình từ trước đến sau khi trẻ chào đời.
Nhóm nghiên cứu sử dụng 184 ảnh brain scan từ 140 thai nhi và trẻ sơ sinh thuộc độ tuổi thai từ 25 đến 55 tuần sau thụ thai. Thai kỳ thông thường chỉ kéo dài khoảng 40 tuần, nên với những dữ liệu này, các khoa học gia có thể so sánh những thay đổi của não bộ trước và sau khi trẻ chào đời.
Các hình ảnh chỉ ra rằng hoạt động của tế bào thần kinh tăng lên rõ rệt ở một số vùng não của trẻ trong suốt quá trình di chuyển từ trong tử cung ra thế giới bên ngoài. Các vùng này bao gồm mạng lưới cảm nhận vận động (sensorimotor network), có nhiệm vụ giải quyết các kích thích từ bên ngoài (thí dụ như hình ảnh và âm thanh) và điều phối các cử động của cơ thể. Ngoài ra, còn có mạng lưới dưới vỏ não (subcortical network), trung tâm chuyển tiếp thông tin từ các vùng não khác nhau.
Khi vừa chào đời, trẻ sơ sinh phải đối mặt với một môi trường xa lạ, khác hoàn toàn so với khi còn trong bụng mẹ. Thay vì yên ổn và ấm áp, một lượng lớn các kích thích giác quan từ thế giới bên ngoài bất ngờ ập đến với trẻ. Đó có thể là tiếng bíp bíp của thiết bị y tế trong phòng sinh, mùi hương của cha mẹ, và ánh sáng mạnh từ đèn chiếu trong bệnh viện. Não bộ của trẻ cần được chuẩn bị để thích nghi và ứng phó với những thay đổi bất chợt này. Cho đến nay, vẫn chưa có nhiều thông tin về cách hoạt động của bộ não thay đổi trong suốt quá trình trẻ chào đời. Nghiên cứu mới được công bố vào ngày 19 tháng 11 trên tạp chí PLOS Biology đã mang đến nhiều thông tin mới về vấn đề này.
Lanxin Ji, tác giả chính của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại NYU Langone Health, cho biết: “Chào đời là sự kiện trọng đại nhất trong cuộc đời con người; đó là một sự thay đổi rất lớn, từ môi trường tử cung ra thế giới bên ngoài. Vì vậy, trong toàn bộ cơ thể cũng có rất nhiều thay đổi, bao gồm cả bộ não.”
Trong suốt hơn một thập niên, nhóm nghiên cứu của Ji đã thu thập dữ liệu ảnh quét não từ các thai nhi và trẻ sơ sinh để tìm hiểu về sự thay đổi này bằng kỹ thuật chụp hình ảnh soi đa chiều (fMRI). Họ đo lường gián tiếp hoạt động não bộ bằng cách theo dõi lượng máu giàu oxy chảy qua các vùng não. Khi các tế bào thần kinh hoạt động, chúng tiêu thụ nhiều oxy hơn, giúp các nhà nghiên cứu xác định vùng não đang hoạt động mạnh.
Thông thường, để chụp fMRI, người chụp phải nằm yên trong một máy quét hình ống. Tuy nhiên, khi nghiên cứu thai nhi, việc này trở nên khó khăn hơn nhiều do thai nhi hay cục cựa trong bụng mẹ, khiến tín hiệu dễ bị nhiễu loạn. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tiên tiến: sử dụng cuộn dây từ tính mềm đặt trực tiếp lên bụng của người mẹ để quét não thai nhi. Sau khi thu thập dữ liệu, họ áp dụng các kỹ thuật phân tích khác nhau, bao gồm trí tuệ nhân tạo (AI), để loại bỏ các tín hiệu nhiễu do cử động của thai nhi. Khi đã loại bỏ được tín hiệu “nhiễu,” nhóm nghiên cứu có thể tái xây dựng chính xác các hoạt động thần kinh đang diễn ra trong não bộ thai nhi.
Bên cạnh sự gia tăng hoạt động của các tế bào thần kinh trong mạng lưới cảm nhận vận động và mạng lưới dưới vỏ não, nghiên cứu còn phát hiện ra rằng mạng lưới trán trên (superior frontal network, phần vỏ não nằm ở phần phía trên của thùy trước trán) cũng gia tăng hoạt động trong quá trình chào đời. Mạng lưới này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh các kỹ năng nhận thức phức tạp, chẳng hạn như trí nhớ làm việc (working memory), giúp ghi nhớ thông tin trong ngắn hạn, như khi giải toán hoặc đang thực hiện một chuỗi hướng dẫn.
Ji giải thích: “Sự thay đổi ở vùng vỏ não trán trên nằm ngoài dự đoán của chúng tôi, vì chúng tôi nghĩ rằng thùy trán sẽ phát triển ở giai đoạn sau trong thời thơ ấu.” Vì vậy, cần có thêm nghiên cứu để giải thích những phát hiện mới này.
Đáng chú ý, mặc dù các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự kết nối chức năng giữa các tế bào thần kinh trong não bộ tăng lên một cách mạnh mẽ và rõ ràng qua quá trình chào đời, nhưng hiệu quả giao tiếp giữa các tế bào thần kinh lại tăng một cách từ từ. Nói cách khác, các tế bào thần kinh kết nối với nhau nhiều hơn, nhưng hiệu quả của mạng lưới này vẫn chưa được cải tiến.
Các nhà nghiên cứu cho rằng bộ não cần thời gian để tinh chỉnh cấu trúc mạng lưới thần kinh, nhằm tăng hiệu quả và loại bỏ các kết nối không cần thiết – quá trình này được gọi là “cắt tỉa” (synaptic pruning).
Các nhà nghiên cứu hy vọng những phát hiện mới này sẽ trở thành nền tảng cho các nghiên cứu trong tương lai, đặc biệt trong việc tìm hiểu tác động của các yếu tố môi trường đối với sự phát triển của não bộ trước và sau khi sinh. Ji cho biết nhóm đang lên kế hoạch so sánh sự phát triển của các mạng lưới não bộ ở trẻ sinh non (trước 37 tuần) và trẻ sinh đủ tháng, nhằm xác định xem liệu có sự khác biệt nào trong sự phát triển não bộ ở giai đoạn đầu đời hay không.
Cung Đô dịch
Nguồn: “Babies' brain activity changes dramatically before and after birth, groundbreaking study finds” được đăng trên trang Livescience.com.
