Sự tiến hoá của giấc ngủ

Loài giun tròn C. elegans, đối tượng thí nghiệm chính của nghiên cứu có thể là chìa khoá mở cánh cửa dẫn đến một trong những bí ẩn sinh học trung tâm: Tại sao chúng ta lại ngủ. Các nhà nghiên cứu thuộc đại học Y Pennsylvania đã công bố trên tờ Nature trực tuyến ngày 11/1/2008 về loài giun tròn này cũng có trạng thái giống như ngủ - trạng thái vốn có ở hầu hết các loài động vật. Nghiên cứu giải thích sự tiến hoá và mục đích của giấc ngủ và những trạng thái giống ngủ ở động vật.

Thêm vào đó, nghiên cứu về gen có liên quan cũng đem lại những triển vọng mới cho việc sử dụng giun C. elegans nhằm nhận biết gen điều hành giấc ngủ và các loại thuốc điều trị chứng rối loạn giấc ngủ.

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu, David M. Raizen – bác sĩ y khoa kiêm tiến sĩ triết học đồng thời là trợ lý giáo sư ngành thần kinh học, đã hợp tác với các nhà nghiên cứu thuộc trung tâm Penn về giấc ngủ và chứng minh rằng có tồn tại một giai đoạn thụ động trong quá trình phát triển của loài giun này được gọi là lethargus. Giai đoạn đó có những đặc tính giống như giấc ngủ. Ông Raizen giải thích: “Con người thụ

Các nhà nghiên cứu thuộc đại học Y Pennsylvania đã phát hiện loài giun tròn này cũng có trạng thái giống như ngủ. (Ảnh: ESA)

động hơn khi ngủ, và loài giun này trong suốt giai đoạn lethargus cũng thế. Con người ngủ nhanh hơn và sâu hơn mỗi khi thiếu ngủ, hiện tượng này cũng xảy ra ở giun C. elegans”. Bằng cách chứng minh rằng giun cũng ngủ, Raizen và đồng nghiệp không chỉ đưa ra bằng chứng về sự tồn tại của giấc ngủ ở mọi loài trong tự nhiên và còn đưa ra một giả thuyết hấp dẫn về mục đích của giấc ngủ.

Vì giai đoạn lethargus ở giun trùng với giai đoạn thay đổi tiếp hợp trong hệ thống thần kinh xảy ra trong vòng đời của giun tròn, từ đó các nhà khoa học đã cho rằng ngủ là một trạng thái cần thiết để tạo hình hệ thống thần kinh. Nói cách khác, để hệ thống thần kinh phát triển và thay đổi, cần có thời gian cho các hoạt động nghỉ ngơi. Một số nhà nghiên cứu khác tại Penn đã chứng mình ở động vật có vú, thay đổi tiếp hợp xảy ra trong quá trình ngủ. Thiếu ngủ khiến những biến đổi này bị phá vỡ.

Thêm vào đó, đội nghiên cứu cũng dùng giun C. elegans làm mẫu vật nhằm xác định gen điều hành giấc ngủ. Gen này mã hoá protein kinaza và được kiểm soát bởi một phân tử nhỏ có tên GMP. Trước đó đã có những nghiên cứu về gen điều hành giấc ngủ, tuy nhiên người ta không cho rằng nó có liên quan đến giấc ngủ. Nghiên cứu tìm ra vai trò tiềm ẩn của gen trong việc điều hành giấc ngủ của con người, từ đó đem lại hy vọng mới trong việc sản xuất thuốc chữa bệnh rối loạn giấc ngủ.

“Nghiên cứu mở ra một trang mới hoàn toàn về chức năng của giấc ngủ”, theo trung tâm Penn và đồng tác giải Allan I. Pack - cử nhân y khoa, cử nhân chuyên ngành phẫu thuật và tiến sĩ triết học. Trung tâm sinh học thần kinh, hô hấp và giấc ngủ tại đại học Pennsylvania chuyên khám phá, tìm hiểu cơ chế cơ bản của giấc ngủ và nhịp sinh học tự nhiên, sự hình thành chứng rối loạn giấc ngủ và kết quả của liệu pháp.

Cộng tác với Raizen và Pack còn có John E. Zimmerman, Matthew H. Maycock, Uyen D, Ta, Meera V. Sundaram (Trung tâm Penn), và Young-jai You (Đại học Y Tây Nam Texas tại Dallas). Nghiên cứu được các cơ quan National Institute of Neurological Disorders and Stroke (Viện nghiên cứu các rối loạn thần kinh và đột quỵ quốc gia Mỹ), National Heart Lung and Blood Institute (Viện tim, phổi, máu quốc gia), và National Alliance for Research on Schizophrenia and Depression (Liên minh nghiên cứu quốc gia về chứng tâm thần phân liệt và chứng suy kiệt) tài trợ.