- Trong thí nghiệm trên chuột, sự co thắt đều đặn của mạch máu não trong giấc ngủ non-REM được xác định là động lực chính đẩy dịch não tủy, rửa trôi các chất thải hóa học tích tụ khi thức
- Nhịp đập này gắn với sự phóng thích theo chu kỳ của norepinephrine, chất gần như tương tự adrenaline, và trong não chuột nồng độ đạt đỉnh khoảng mỗi 50 giây
- Thay vì gây mê, các nhà nghiên cứu cấy điện cực và sợi quang vào chuột rồi theo dõi đồng thời thể tích máu, hoạt động điện, hóa chất và dòng dịch não tủy được đánh dấu huỳnh quang khi chuột ngủ tự nhiên
- Thuốc ngủ zolpidem (Ambien) làm giảm dao động norepinephrine và sự thâm nhập của dịch não tủy, nhưng chỉ riêng kết quả này chưa đủ để khuyến nghị ngừng dùng thuốc; cần nghiên cứu trên người
- Các nghiên cứu gần đây cho thấy con người cũng có dao động trong phóng thích norepinephrine và nhịp đập mạch máu khi ngủ, gợi ý cùng một cơ chế bơm có thể hoạt động trong não người
Nhịp đập mạch máu đẩy dòng dịch não tủy
- Giấc ngủ từ lâu được xem là thời điểm chất lỏng chảy trong não rửa trôi chất thải hóa học tích tụ khi thức, nhưng điều gì đẩy vòng tuần hoàn này vẫn chưa rõ
- Một nghiên cứu trên chuột công bố trên Cell bổ sung bằng chứng rằng sự co thắt đều đặn của mạch máu não thúc đẩy dòng chảy này
- Nghiên cứu liên quan: regular contractions of blood vessels in the brain
- Sự co mạch được kích thích bởi việc phóng thích theo chu kỳ norepinephrine, chất gần như giống adrenaline về mặt hóa học
- Thuốc ngủ zolpidem can thiệp vào dao động mạch máu và dòng chất lỏng được các dao động đó thúc đẩy, có khả năng làm suy yếu chức năng dọn dẹp của não
Hệ glymphatic và những tranh luận còn lại
- Não không có mạch bạch huyết để thu gom và vận chuyển chất lỏng như các bộ phận khác của cơ thể
- Năm 2012, nhóm nghiên cứu của Maiken Nedergaard xác định một hệ thống thoát thay thế, trong đó dịch não tủy thấm vào não theo các lối nhỏ quanh mạch máu và cuốn đi chất thải chuyển hóa cùng các phân tử không mong muốn
- Hệ thống này được gọi là hệ glymphatic (glymphatic system)
- Nghiên cứu liên quan: alternative drainage system
- Cùng nhóm nghiên cứu này cho rằng dòng chất lỏng trong hệ glymphatic tăng lên khi ngủ
- Nhóm của Nedergaard và các nghiên cứu khác cho rằng khả năng dọn dẹp mạnh của hệ glymphatic là có lợi, và ở bệnh Alzheimer cùng các bệnh thoái hóa thần kinh khác, vòng tuần hoàn này suy yếu
- Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu đã phản đối một phần bức tranh này, và một nghiên cứu năm 2024 cho rằng việc loại bỏ chất thải có thể diễn ra nhanh hơn khi thức so với khi ngủ
Não chuột được quan sát trong trạng thái ngủ tự nhiên
- Khi nghiên cứu hệ glymphatic ở chuột, người ta thường dùng gây mê, nhưng trạng thái gây mê rất khác với giấc ngủ tự nhiên
- Để tránh vấn đề này, nhóm nghiên cứu phẫu thuật cấy điện cực và sợi quang vào chuột
- Chuột vẫn có thể ngủ bình thường dù được nối với dây cáp
- Họ theo dõi đồng thời thể tích máu, hoạt động điện và nồng độ hóa chất
- Ánh sáng được truyền qua sợi quang để kích hoạt các quần thể neuron cụ thể
- Trong các nghiên cứu trước đây, nồng độ norepinephrine trong não chuột biến đổi theo nhịp và đạt đỉnh khoảng mỗi 50 giây
- Trong thí nghiệm mới, thể tích máu trong não cũng dao động trong giấc ngủ non-REM và biến đổi theo sau thay đổi norepinephrine với độ trễ hơn 0,5 giây
- Mối liên hệ này không mạnh bằng trong lúc động vật thức hoặc trong giai đoạn ngủ REM, khi ký ức được củng cố, so với giấc ngủ non-REM
Quá trình co mạch đẩy dịch não tủy
- Nhóm nghiên cứu tiêm vào chuột phân tử huỳnh quang có thể theo dõi dòng dịch não tủy và xác nhận rằng nồng độ của chúng cũng thay đổi cùng nồng độ norepinephrine trong giấc ngủ non-REM
- Để xem nhịp đập mạch máu có thực sự thúc đẩy dòng chảy của hệ glymphatic hay không, họ kích thích vùng não tạo ra norepinephrine
- Kích thích nhân tạo làm chu kỳ nhịp đập tăng tốc từ khoảng một lần mỗi 50 giây lên một lần mỗi 10 giây
- Dịch não tủy được đánh dấu thâm nhập sâu hơn vào các vùng gần nơi sản xuất norepinephrine
- Trong não bị bao kín bên trong hộp sọ, sự co và giãn của mạch máu hoạt động như một máy bơm
- Sau một xung norepinephrine, khi mạch máu co lại, dịch não tủy đi vào để lấp đầy khoảng trống được tạo ra
- Khi mạch máu giãn ra, nó đẩy dịch não tủy tiến về phía trước
- Norepinephrine có thể không phải là yếu tố duy nhất, nhưng được xác định là một động lực quan trọng của dòng chảy hệ glymphatic trong giấc ngủ non-REM
Kết quả với zolpidem và nhu cầu nghiên cứu trên người
- Dựa trên các nghiên cứu trước đó cho thấy zolpidem có thể thay đổi hoạt động não trong khi ngủ và thay đổi độ dài các giai đoạn ngủ, nhóm nghiên cứu thử nghiệm tác động của thuốc trên chuột
- Zolpidem làm giảm dao động norepinephrine và cũng làm giảm mức độ dịch não tủy thâm nhập vào não
- Đây là thuốc ngủ được sử dụng rộng rãi, nhưng kết quả nghiên cứu trên chuột không đồng nghĩa với kết luận rằng mọi người nên ngừng dùng thuốc
- Laura Lewis cho rằng việc xem xét thuốc này trong nghiên cứu trên người nên là ưu tiên, để xác định liệu tác dụng phụ đối với việc dọn dẹp não có giống ở người hay không
- Các nghiên cứu gần đây gợi ý rằng con người, giống như chuột, cũng có dao động trong phóng thích norepinephrine và nhịp đập mạch máu khi ngủ, nên cùng một cơ chế bơm có thể hoạt động trong não người
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Nếu nghiên cứu năm 2024 nói rằng việc loại bỏ chất thải diễn ra nhanh hơn khi thức so với khi ngủ, thì câu chuyện này có khá nhiều điểm mơ hồ
Nhiều phát hiện thực ra gần với kiểu “ừm, lạ thật. Cần xem thêm” hơn
Nhìn từ xa thì có vẻ có sự đồng thuận lớn, nhưng khi lại gần thì thấy phân hóa hơn nhiều; gần đây, khi các nhà thần kinh học được xem như siêu khoa học gia về hành vi con người, đến cả sách self-help cũng đều thành “dựa trên khoa học thần kinh”, khiến mọi thứ trông chắc chắn hơn thực tế
https://www.thetransmitter.org/glymphatic-system/new-method-...
Bà nói bài báo mới đã dùng sai nhiều kỹ thuật, và nếu là thí nghiệm tiêm trực tiếp vào não thì cần nhiều nhóm đối chứng hơn để kiểm tra sẹo tế bào đệm và xác minh thuốc nhuộm có thực sự đến được mô hay không
Sau khi tiêm, họ phải clamp cannula trong 30 phút để ngăn trào ngược, và nhóm ngủ cũng không phải giấc ngủ tự nhiên mà là mô hình ngủ hồi phục sau 5 giờ bị tước ngủ, nên bà cho rằng điều đó “gây hiểu lầm”
Ngoài ra, chỉ đo bên trong não không đủ để chứng minh việc não được dọn dẹp; bà dùng ví dụ “chuyển thùng rác từ bếp ra gara không có nghĩa là ngôi nhà sạch hơn”
Bà nói không có đường dẫn glymphatic nào vận chuyển chất lỏng từ vùng não sâu tại điểm tiêm đến vỏ não trước trán nơi đo quang học, và nhiều khả năng hai vùng này bị ngăn cách bởi chất trắng, rồi hỏi “vì sao chất thải lại đi về phía đó?”
Ngay cả khi việc loại bỏ chất thải nhanh hơn lúc thức, việc tạo ra chất thải có thể chậm hơn
Một phần mục đích của giấc ngủ và mệt mỏi có thể là khi nồng độ chất thải đạt đến một ngưỡng nào đó, cơ thể sẽ dừng lại kiểu “giờ đừng tạo ra nhiều chất thải chuyển hóa như thế này nữa”
Việc loại bỏ chất thải ban đêm vẫn có thể cực kỳ quan trọng, và chúng ta cũng chưa biết một cách bao quát chất thải chính xác gồm những gì
Việc có một hệ thống ngủ riêng biệt gợi ý rằng hệ thống đó đang làm điều gì đó
Não thực sự là một hệ thống có độ khả dụng dịch vụ tệ hại
Trung bình chạy được 16 giờ là nó phải offline 8 giờ để làm các tác vụ bảo trì như “scrub”, “garbage collect”, “trim”, “fsck”
Não đã lớn đến giới hạn còn có thể sinh nở được, và dù chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể, nó đã dùng 20% năng lượng
Khi hoạt động, nó phải chạy ở hiệu năng tối đa, nên một tác vụ “scrub” nền chạy liên tục 24 giờ có thể đòi hỏi nhiều năng lượng và tản nhiệt hơn, hoặc cần diện tích lớn hơn để có tính dư thừa kiểu cá heo ngủ từng bán cầu một
Phương án khác là giảm tốc độ xử lý để các tác vụ đó luôn diễn ra, và chu kỳ ngày/đêm có lẽ cũng tạo áp lực để chọn cách này
Cho đến cách đây không lâu, ban đêm không có nhiều việc có thể làm một cách an toàn
Bộ não thật sau 16 giờ làm việc thực tế, nếu muốn tiếp tục đóng góp ở mức cao cho xã hội, phải ảo giác mạnh khoảng 8 giờ
Có vẻ không phải ta lục lần lượt qua tê giác, hà mã, ô tô, xe tải, và dường như cũng chẳng cần lục lọi
Tất nhiên ở rìa của ký ức hay hiểu biết thì ta lạc khá nhiều, nhưng mọi thứ hoàn toàn đã có thể vận hành theo cách đó
Vậy mà một số thứ cho phép hồi tưởng gần như tự động và tức thì
Trong phần lớn lịch sử tiến hóa, thức vào ban đêm không kinh tế, và nhu cầu ngủ mạnh có thể chủ yếu xuất phát từ bảo tồn năng lượng
Nếu vậy, các quá trình khác có thể đã tiến hóa để khớp với thời gian ngủ nhằm tối ưu hóa, nhưng nếu các ràng buộc tiến hóa khác đi thì những quá trình đó có thể đã diễn ra cả khi thức
Miễn là những kẻ theo chủ nghĩa thượng đẳng carbon không phá hỏng, AI đang tiến tới một thứ cung cấp SLA tốt hơn, và cuối cùng ta sẽ có thể cho hệ thống legacy phiền phức này nghỉ hưu mà không gián đoạn công việc
Cách đây hơn 1 năm một chút, vệ sinh giấc ngủ của tôi rất tệ, và đến giờ nếu thỉnh thoảng tỉnh dậy vào khoảng 2 giờ sáng thì tôi vẫn khó quay lại trạng thái nghỉ ngơi
Tôi đã mua một chiếc smartwatch Garmin đơn giản để theo dõi giấc ngủ; tôi chọn nó vì đây là một trong số ít sản phẩm kiểu này bảo vệ quyền riêng tư và không cần kết nối Internet
Sau khi cải thiện giấc ngủ một cách chậm rãi và có hệ thống, tôi có cảm giác như mình thành một con người hoàn toàn khác
Tắt bộ lọc ánh sáng xanh trên màn hình có tác động rất lớn, và những ngày làm việc dài cũng ảnh hưởng nhiều
Tôi ăn nhiều magie, cần đi bộ ngoài trời khoảng 20 phút mỗi ngày, và phải ăn tối trước 4 giờ chiều
Có lẽ còn rất nhiều yếu tố nhỏ mà tôi đang quên mất, nhưng liệu có bao nhiêu người trong chúng ta chỉ đơn giản là đang ở trạng thái mệt mỏi mạn tính?
Hoạt động dường như có xu hướng sinh ra hoạt động, nên câu trả lời có thể gần với “cần cải thiện thói quen hoạt động” hơn là “cần cải thiện thói quen ngủ”
Việc nhận ra điều gì đó cũng là một điểm nguy hiểm
Nhiều việc cơ thể làm trong lúc ngủ dựa trên kỳ vọng đã học được không kém gì các yếu tố thực tế
Như hiện tượng “tỉnh dậy trước khi chuông báo thức reo”, mạnh đến mức vẫn hoạt động ngay cả khi giờ báo thức thay đổi
Vì vậy, có thể cơ thể đã học một tín hiệu nào đó như dấu hiệu để bắt đầu ngủ, và giờ nó đã trở thành một cơ thể cần bật bộ lọc ánh sáng xanh
Dù trên thực tế bộ lọc không chủ động làm gì cả
Tôi cũng đã vật lộn suốt 5–6 năm qua với vấn đề giấc ngủ: tỉnh dậy giữa đêm trong trạng thái tỉnh táo kỳ lạ, và sau rất nhiều thử-sai tôi đã cải thiện được chất lượng giấc ngủ
3 năm trước, tôi nhận thấy các triệu chứng ngưng thở khi ngủ nên đã đến phòng khám giấc ngủ; tôi biết ơn vì được chẩn đoán và kê CPAP, nhưng toàn bộ trải nghiệm thì đáng thất vọng
Khi tái khám, tôi nói rằng mình vẫn tỉnh dậy vào ban đêm trong trạng thái căng thẳng, nhưng họ chỉ lướt qua và khuyên dùng liệu pháp thảo dược; sau này tôi phát hiện áp lực được kê thấp đến mức vô lý
Sau 2 năm thử-sai, tôi tìm được mức áp lực phù hợp với mình, gần gấp đôi đơn kê
Các yếu tố như căng thẳng/công việc, đi bộ ngoài trời, giãn cơ, lăn foam roller, ăn tối sớm, và chỉ uống tách cà phê đầu tiên vào buổi sáng cũng có ảnh hưởng lớn
Nội dung bữa tối cũng có tác động lớn đến kỳ lạ; các loại đậu là tốt nhất, có lẽ liên quan đến đường huyết giữa đêm
Bác sĩ khuyên tập thể dục, nhưng dạo này chỉ cần vận động cường độ trung bình như đạp xe cũng làm chất lượng giấc ngủ của tôi sụp trong vài ngày
10 năm trước tôi vẫn đi gym đều đặn và thấy vui, nhưng giờ có vẻ nó trở thành một căng thẳng sinh lý quá lớn
Một phát hiện lớn là tôi thuộc dạng khá nhạy cảm với caffeine, dù vậy nếu chỉ uống cà phê vào buổi sáng thì tôi vẫn ngủ được
Tôi nghĩ bản thân bộ lọc ánh sáng xanh không có hiệu quả lớn, nhưng có ngoại lệ
Màn hình laptop tối hơn nhiều nên không gây khó chịu, còn sắc xanh của màn hình desktop dường như ảnh hưởng mạnh hơn
Tuy nhiên, tôi cho rằng chính hoạt động não tìm kiếm kích thích từ màn hình mới ảnh hưởng lớn đến giấc ngủ
Tắt hẳn màn hình để bình tĩnh lại, hoặc làm những việc thực sự giúp chuẩn bị đi ngủ, thì tốt hơn
Kết quả là từ trạng thái gần như có ý nghĩ tự sát, suy nghĩ lặp đi lặp lại không dứt, và đau đầu từng cụm đang trở thành mạn tính, tôi đã có thể nói chuyện truyền động lực như Tony Robbins
Mỗi người mỗi khác và kết quả sẽ khác nhau, nhưng thay đổi mạnh chế độ ăn và vượt qua cơn đói mỗi ngày một lần có thể khiến cảm nhận về cơ thể thay đổi một cách kịch tính
Nedergaard là người đứng đầu phòng thí nghiệm đã dẫn dắt các phát hiện cốt lõi về hiệu ứng này từ sau năm 2012, và có vẻ bà sẽ nhận giải Nobel nhờ hướng nghiên cứu này
20 năm trước, khi tôi làm nghiên cứu sinh tiến sĩ về khoa học thần kinh nhận thức, chúng tôi biết ba thiếu hụt lớn do thiếu ngủ: suy giảm các chỉ số hiệu suất hằng ngày, tăng nguy cơ sức khỏe tâm thần, và tăng nguy cơ suy giảm nhận thức, nhưng chưa thể liên kết chúng bằng cơ chế
Hệ thần kinh glymphatic, giống như một lý thuyết khoa học xuất sắc, gom các phát hiện rời rạc dưới một cơ chế chung
Không ngủ đủ cũng giống như không chạy máy rửa bát hay máy giặt đủ lâu: cặn bẩn sẽ tích tụ
Bổ sung cho các bậc cha mẹ: khuyến nghị ngủ cho trẻ em là 10–12 giờ mỗi đêm với lứa tuổi 6–12, và 8–10 giờ mỗi đêm với lứa tuổi 13–18
Bệnh nhân than phiền về giấc ngủ không sảng khoái và sương mù não; nếu do tưới máu không đủ khiến chất thải không được rửa trôi đầy đủ, thì những triệu chứng như vậy có thể xảy ra
Đáng chú ý là Ambien làm nhiễu loạn dao động norepinephrine, một phần của quá trình này
Tôi được kê Zopiclone, tương tự Zolpidem trong Ambien, và ngày hôm sau cảm giác như não bị tổn thương
Thỉnh thoảng vẫn vậy ngay cả sau đêm đầu tiên; nếu uống hai ngày liên tiếp thì luôn như thế, đến mức đáng sợ
Tôi đã xem bài báo “Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Interactions Between Zolpidem and Caffeine”
https://www.researchgate.net/profile/Roberta-Cysneiros/publi...
Tôi hiểu kết quả là một lượng caffeine đáng kể có thể bù trừ “một phần nhưng không phải toàn bộ” các tác động nhận thức của Zolpidem; vì hai thuốc nhóm Z này khá giống nhau, tôi thử dùng một lượng rất nhỏ Zopiclone cùng với một chút cà phê
Tôi dùng 2–3mg, còn một viên là 7,5mg
Kết quả là tôi ngủ được, hôm sau không còn cảm giác não hỏng, và dường như cũng phá vỡ được nhịp thất bại liên quan đến stress khiến tôi thức dậy đúng 5:30
Nói cách khác, tôi nghĩ sự kết hợp này có vẻ khắc phục vấn đề, có thể vì caffeine bù trừ cho sự nhiễu loạn dao động norepinephrine nói trên
Tôi đã thấy những người xung quanh trở nên phụ thuộc mạnh vào nó để ngủ, và nó cũng có các tác dụng phụ kỳ lạ
Mộng du mà hoàn toàn không nhớ gì là một trong số đó; không phải kiểu chỉ đi vào bếp, mà là kiểu lên xe lái đi
https://hn.algolia.com/?query=magnesium%20sleep&type=comment
Hoạt động của hệ glymphatic lớn nhất trong sóng chậm của giấc ngủ sâu N3
Sóng chậm là sự phát xung đồng bộ của neuron, và được quan sát thấy khi hệ glymphatic bơm lưu lượng máu não đi khắp não
Trong 5 năm qua, chúng tôi đã phát triển kích thích thính giác nhắm mục tiêu theo pha để tăng hoạt động sóng chậm; phương pháp này từng cho thấy phản ứng tích cực về amyloid, trí nhớ và nhiều biomarker
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38163288/
Với ai quan tâm, chúng tôi đã liên kết thêm các nghiên cứu liên quan trên website - https://affectablesleep.com/research
Để xác nhận lại, bản thân việc được rửa trôi chẳng phải là điều đã biết rồi sao?
Ở đây là nói đến cơ chế cụ thể, rằng mạch máu co lại và gây ra quá trình làm sạch đó?
Tuy nhiên, nếu giới hạn kết luận chặt chẽ hơn, nghiên cứu này được thực hiện trên chuột, nên còn quá sớm để nói não người cũng hoạt động y hệt
Cấu trúc giải phẫu của động vật có vú thường giống nhau giữa các loài, nhưng cũng thường không kém khi phát hiện ra chúng khác nhau theo những cách bất ngờ
Có thể đây là ý tưởng liều lĩnh, nhưng liệu có thể tạo ra hoặc khuếch đại cùng hiệu ứng bằng thiết bị bên ngoài không?
Nếu cho norepinephrine theo nhịp cho chuột đang thức, liệu có tạo ra cùng chuyển động của dịch não tủy không? Sau can thiệp như vậy, chuột có ngủ muộn hơn không?
Có thể trực tiếp bơm dịch não tủy nhanh hơn không? Nếu sẵn sàng phẫu thuật lắp một thiết bị cơ học, liệu chỉ cần bấm nút là có thể có giấc ngủ nhanh và sảng khoái hơn không?
Nếu hiệu quả làm sạch phụ thuộc một phần vào thành phần của dịch não tủy, liệu có thể xem thứ gì đang “được rửa trôi” rồi thêm vào dịch não tủy các chất khiến chúng dễ hòa tan hơn không?
“Dọn dẹp” não chỉ là một trong số đó
Việc tìm một nút bấm dễ dàng để né tránh nhu cầu ngủ có vẻ ít khả thi chẳng khác gì tìm viên thuốc bất tử
Tôi rất ghét kiểu nghiên cứu y học như phẫu thuật cấy điện cực và sợi quang vào chuột, rồi để chúng ngủ bình thường dù bị buộc vào dây cáp, sau đó theo dõi thể tích máu, hoạt động điện, mức hóa chất và dùng sợi quang kích hoạt các nhóm neuron cụ thể
Đó là sự man rợ kinh khủng
Nếu kết quả quan trọng đến mức phải làm những việc này, thì nó cũng phải đủ quan trọng để con người tình nguyện làm đối tượng thử nghiệm
Nếu không ai tình nguyện, rốt cuộc nó không quan trọng đến mức đó, nên hãy để các loài khác ra ngoài
Tôi thực sự khó hiểu lập luận đạo đức ấy