Ảnh minh họa: Freepik

Điều khiến não người khác biệt có thể không chỉ nằm ở số lượng tế bào thần kinh hay những mạng lưới kết nối dày đặc. Một nghiên cứu mới cho thấy microglia - tế bào miễn dịch chiếm 5-10% tổng số tế bào não - cũng “lớn lên” theo một nhịp rất khác.

Ở người, quá trình này kéo dài khoảng 4-8 năm. Ở chuột, nó chỉ diễn ra trong khoảng 3 tuần. Phát hiện này được các nhà nghiên cứu tại Viện Zuckerman thuộc Đại học Columbia (Mỹ) công bố trên tạp chí Neuron. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học ghi nhận microglia ở người trưởng thành chậm hơn đáng kể so với các tế bào tương tự ở những loài động vật khác.

Sự khác biệt về tốc độ trưởng thành không chỉ là một đặc điểm sinh học đơn thuần. Theo TS Carlos Diaz-Salazar, tác giả chính của nghiên cứu, chính quá trình phát triển chậm này có thể giúp microglia tác động lên não theo những cách góp phần tạo nên các khả năng nhận thức mạnh mẽ của con người.

Microglia thường được biết đến như lực lượng bảo vệ của não. Chúng giúp chống lại các tác nhân gây hại, loại bỏ tế bào thần kinh bị tổn thương và tham gia hỗ trợ quá trình phát triển bình thường của não bộ.

Nhưng nghiên cứu mới cho thấy microglia có thể còn đóng một vai trò sâu hơn trong quá trình phát triển đặc biệt của não người.

Các nghiên cứu trước đây của TS. Polleux cho thấy những bản sao đặc trưng của SRGAP2 ở người làm tăng số lượng khớp thần kinh, tức các kết nối do tế bào thần kinh tạo ra. Đồng thời, chúng khiến các khớp thần kinh này trưởng thành chậm hơn.

Hai đặc điểm này đều khác biệt ở tế bào thần kinh người so với các loài động vật có vú khác. Kết quả là não người hình thành một mạng lưới kết nối thần kinh dày đặc và mạnh mẽ hơn, có thể tăng cường khả năng xử lý và lưu trữ thông tin. Nghiên cứu mới bổ sung một mảnh ghép đáng chú ý vào bức tranh đó.

TS. Diaz-Salazar phát hiện các bản sao SRGAP2 đặc trưng của con người xuất hiện ở tế bào microglia với số lượng nhiều hơn gần 10 lần so với tế bào thần kinh.

Các nhà khoa học sau đó tiến hành thí nghiệm trên chuột và tế bào người. Kết quả cho thấy những bản sao đặc hiệu của SRGAP2 ở người làm chậm đáng kể quá trình phát triển của microglia.

Khoảng cách về thời gian trưởng thành vì thế trở nên đặc biệt rõ rệt, microglia ở người mất khoảng 4-8 năm để trưởng thành, còn ở chuột chỉ mất khoảng 3 tuần.

TS. Diaz-Salazar "Gen này giúp kiểm soát nhịp độ phát triển của tế bào thần kinh, và tự nhiên cũng đã chọn lọc nó để kiểm soát sự phát triển của tế bào microglia, vốn rất quan trọng đối với sự phát triển của tế bào thần kinh, để chúng hoạt động đồng bộ trong quá trình phát triển".

Điều này gợi ý SRGAP2 có thể không chỉ điều chỉnh một loại tế bào mà còn tham gia kiểm soát “nhịp phát triển” của nhiều thành phần trong não người.

Điểm đáng chú ý là phát hiện về microglia phù hợp với một đặc điểm đã được giới khoa học quan tâm từ lâu, não người phát triển trong thời gian dài bất thường.

So với các loài động vật có vú khác, não người trải qua quá trình phát triển kéo dài hơn nhiều. Các nhà khoa học gọi hiện tượng này là neoteny và cho rằng nó đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành những khả năng nhận thức vượt trội của con người.

Nếu trước đây SRGAP2 được biết đến với vai trò làm chậm quá trình trưởng thành của tế bào thần kinh, nghiên cứu mới cho thấy gen này còn có thể tác động tương tự lên microglia.

Theo các nhà nghiên cứu, SRGAP2 có thể giúp điều phối tốc độ phát triển chậm ở nhiều loại tế bào não, trong đó có tế bào thần kinh và microglia. Sự đồng bộ này có thể là một phần của quá trình tạo nên bộ não có thời gian phát triển kéo dài và cấu trúc phức tạp như con người.

Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa dừng lại ở phát hiện này. Họ muốn làm rõ chính xác SRGAP2 thúc đẩy hiện tượng neoteny như thế nào ở các loại tế bào nói trên và tại những khu vực khác của não.

TS Polleux cho biết "Chúng tôi muốn hiểu tất cả các yếu tố cấu thành nên bộ não con người để hiểu điều gì làm cho chúng ta trở nên độc đáo từ góc độ tiến hóa."

Nghiên cứu cũng có ý nghĩa vượt ra ngoài câu hỏi về tiến hóa. Những phát hiện gần đây cho thấy microglia có liên quan đến các rối loạn phát triển thần kinh và các bệnh thoái hóa thần kinh.

“Vì các nhà khoa học gần đây đã phát hiện ra rằng tế bào microglia có liên quan đến các rối loạn phát triển thần kinh và các bệnh thoái hóa thần kinh, nên những phát hiện của chúng tôi giúp chúng ta tiến gần hơn một bước đến việc hiểu điều gì làm cho tế bào microglia của con người trở nên đặc biệt”, TS Polleux chia sẻ.