Hoạt động thử nghiệm bom hạt nhân phía trên mặt đất trong những năm 1950 và 1960 đã vô tình mang đến cho các nhà khoa học ngày nay một cách thức chứng minh bộ não của người trưởng thành vẫn đều đặn tạo ra những tế bào thần kinh mới.
Giới nghiên cứu từng tin rằng, bộ não người chẳng có mấy thay đổi sau khi nó đã hoàn tất giai đoạn trưởng thành. Quan điểm này hiện được coi là lỗi thời, khi các nghiên cứu gần đây hé lộ về khả năng thay đổi linh hoạt của bộ não người trưởng thành.
Phần lớn sự thay đổi linh hoạt như trên có liên quan đến tổ chức của bộ não. Các tế bào não có thể thay đổi những kết nối và liên lạc giữa chúng với các tế bào não khác. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là, liệu bộ não người có sản sinh các tế bào thần kinh hoàn toàn mới ở thời kỳ trưởng thành hay không.
Ở những con chuột trưởng thành, vùng hải mã (hippocampus) – một cấu trúc nằm sâu trong bộ não, có liên quan đến trí nhớ và sự định hướng, luôn chuyển giao các tế bào. Một số dấu hiệu sinh học liên quan đến sự chuyển giao này cũng được phát hiện ở vùng hải mã trong não người. Tuy nhiên, bằng chứng trực tiếp đầu tiên về sự hình thành các tế bào não mới trong vùng hải mã có được nhờ một nghiên cứu năm 1998 đối với bộ não của 5 người đã được tiêm hợp chất BrdU.
Một tế bào thần kinh gai với các nhánh giúp giao tiếp với các tế bào thần kinh khác. (Ảnh: Live Science)
Kết quả nghiên cứu này cho thấy, các tế bào thần kinh trong vùng hải mã của những người tình nguyện đã thu nhận BrdU vào ADN của chúng, ám chỉ rằng chúng đã hình thành sau quá trình tiêm hợp chất vào não. Đối tượng cao tuổi nhất trong nghiên cứu 72 tuổi, đồng nghĩa với việc quá trình sản sinh tế bào thần kinh mới vẫn tiếp diễn ở tuổi già.
Với nỗ lực tìm thêm bằng chứng cho phát hiện trên, nhà sinh vật học Kirsty Spalding thuộc Viện Karolinska ở Thụy Điển và các cộng sự đã bắt đầu một dự án theo dõi tuổi của các tế bào thần kinh trong bộ não người nhờ một công cụ khác thường: các phân tử còn sót lại từ những vụ thử bom hạt nhân thời Chiến tranh Lạnh.
Từ giữa những năm 1945 – 1962, Mỹ đã tiến hành hàng trăm vụ thử bom hạt nhân trên mặt đất. Các vụ thử này đã chấm dứt theo Hiệp ước cấm thử nghiệm giới hạn năm 1963, nhưng ảnh hưởng của chúng vẫn còn trong bầu khí quyển. Các nơtron bay ra từ các quả bom nguyên tử đã phản ứng với nitơ trong không khí, tạo ra một lượng lớn carbon 14, một đồng vị của carbon.
Giống như carbon trong không khí, carbon 14 cũng kết hợp với oxy để tạo thành carbon dioxite. Cây cối sẽ hấp thụ và sử dụng số carbon dioxite này trong quá trình quang hợp. Con người ăn những cây đó cũng như một số động vật đã tiêu hóa chúng, nên carbon 14 rốt cuộc có mặt trong cơ thể họ.
Khi một tế bào phân chia, nó sử dụng cácbon 14, đưa đồng vị cácbon này vào ADN của những tế bào mới đang hình thành. Carbon 14 phân rã theo thời gian với một tốc độ đã biết, nên các nhà khoa học có thể xác định chính xác thời điểm các tế bào mới sinh ra nhờ sự phân rã đó.
Nhóm của bà Spalding phát hiện, bằng chứng năm 1998 là đúng: Vùng hải mã trong não người luôn sản sinh các tế bào thần kinh mới. Trong thực tế, 1/3 vùng não này chuyên trách việc chuyển giao các tế bào với khoảng 700 tế bào thần kinh mới ra đời mỗi ngày ở mỗi vùng hải mã (con người có 2 vùng hải mã giống hệt và đối xứng nhau ở mỗi bên não). Các tế bào thần kinh trong vùng hải mã cũng chết đi mỗi ngày, khiến số lượng tổng cộng có thể mất cân bằng đôi chút do sự suy giảm tế bào vì tuổi tác.
Việc chuyển giao xảy ra tại khu vực sống lưng dentate gyrus của vùng hải mã, địa điểm góp phần hình thành các ký ức mới. Nhóm nghiên cứu hiện vẫn không rõ chức năng của sự tái sinh liên tục này, nhưng nó có thể liên quan tới việc cho phép bộ não đối phó với các tình huống mới lạ.
Nhóm của bà Spalding đã sử dụng cùng các kỹ thuật trên để kiểm tra những vùng khác của bộ não, bao gồm vỏ não, tiểu não và vùng núm bắt mùi, nhưng không phát hiện bằng chứng về việc các tế bào thần kinh mới xuất hiện tại những vùng này.
