Protein tau liên quan thế nào đến sóng não trong giấc ngủ sâu?

Bước ra khỏi cửa hàng rồi chợt không nhớ xe nằm ở dãy nào là một ví dụ quen thuộc về trí nhớ sự kiện: khả năng lưu lại một trải nghiệm cùng hoàn cảnh của nó. Nghiên cứu của Omer Sharon và các cộng sự tại Đại học California, Berkeley gợi ý rằng khi protein tau tích tụ ở vùng trán, những sóng não chậm trong giấc ngủ non-REM có xu hướng truyền kém đồng bộ và đi được quãng ngắn hơn. Kiểu thay đổi này liên quan đến khả năng ghi nhớ qua đêm suy giảm, nhưng chưa cho biết tau hay rối loạn sóng xuất hiện trước. [1]

Điểm đáng chú ý không chỉ nằm ở việc một người ngủ bao lâu. Nhóm nghiên cứu xem xét cách hoạt động điện lan qua não khi ngủ sâu, rồi đối chiếu nó với dấu hiệu tau và kết quả kiểm tra trí nhớ. Nhờ vậy, câu hỏi chuyển từ “ngủ ít có làm giảm trí nhớ không?” sang một vấn đề cụ thể hơn: mạng lưới não có còn phối hợp được một làn sóng rộng và tuần tự trong lúc ngủ hay không. [1]

Trí nhớ nào đang được củng cố?

Trí nhớ sự kiện giúp con người nhớ những gì đã xảy ra trong một hoàn cảnh cụ thể, từ ngày đầu tiên đi học đến vị trí vừa đỗ xe. Đây không chỉ là khả năng nhận ra một đồ vật hay thuộc một từ riêng lẻ; điều cần giữ lại còn có bối cảnh gắn với trải nghiệm. Theo nghiên cứu, sự suy yếu của loại trí nhớ này có liên hệ với biến đổi của sóng chậm trong giấc ngủ non-REM. [1]

Có thể hình dung việc học một cặp từ vào buổi tối như đặt một mẩu thông tin tạm thời lên bàn. Bài kiểm tra sáng hôm sau không chỉ hỏi mẩu thông tin từng xuất hiện hay chưa, mà còn cho thấy nó có được giữ lại qua đêm hay không. Đây là cách hiểu đơn giản về “củng cố ký ức” trong thí nghiệm, không có nghĩa mọi lần quên chìa khóa hoặc chỗ đỗ xe đều bắt nguồn từ cùng một cơ chế.

Sóng chậm bình thường lan ra sao?

Trong giấc ngủ non-REM sâu, một lượng lớn tế bào thần kinh giảm rồi tăng hoạt động gần như đồng thời, tạo thành các sóng chậm có thể đo trên da đầu. Những sóng này thường khởi phát ở vùng trán và lan theo trình tự qua những vùng rộng hơn. Với trí nhớ, nghiên cứu nhấn mạnh rằng điều quan trọng không chỉ là có sóng chậm, mà còn là nhiều khu vực tham gia vào một chuỗi hoạt động phối hợp. [1]

Một phép so sánh có giới hạn là hàng đèn bật và tắt lần lượt dọc hành lang. Nếu trình tự chạy liền mạch, tín hiệu dường như đi hết hành lang; nếu mỗi bóng hoạt động riêng, ta vẫn thấy ánh sáng nhưng không còn một chuyển động thống nhất. Tương tự, một sóng được ghi nhận tại một vị trí chưa chắc cho thấy hoạt động đã lan rộng. “Quãng đường truyền” ở đây mô tả mẫu hoạt động điện trên các điểm đo, không phải một vật thể chạy trong não.

EEG và PET trả lời hai câu hỏi nào?

Nhóm nghiên cứu dùng điện não đồ, hay EEG, để ghi hoạt động điện khi người tham gia ngủ. Kết quả của nhóm người khỏe mạnh ở đầu tuổi 20 được so với nhóm khỏe mạnh về nhận thức từ giữa tuổi 60 đến giữa tuổi 70. Ở người trẻ, các cụm sóng chậm có thể lan trên da đầu khoảng một gang tay. Ở nhóm lớn tuổi, chúng thường đi quãng ngắn hơn và xuất hiện đơn độc hơn. [1]

EEG cho biết mẫu sóng thay đổi thế nào, nhưng tự nó không xác định lượng tau ở vùng trán. Vì vậy, nhóm nghiên cứu dùng chụp cắt lớp phát xạ positron, tức PET, với chất đánh dấu phóng xạ để ước tính sự hiện diện của tau. Hai phép đo giữ hai vai trò khác nhau: một bên theo dõi hoạt động điện trong giấc ngủ, bên kia cung cấp dấu hiệu về protein để hai kết quả có thể được đối chiếu trên cùng câu hỏi. [1]

Tau đi cùng kiểu “sóng cô độc” nào?

Ở những người lớn tuổi có nhiều tau vùng trán hơn, các đợt sóng chậm thường kém phối hợp và không lan xa. Nhóm nghiên cứu gọi những đợt ngắn, tách biệt này là “sóng cô độc”. Khi người tham gia học các cặp từ vào buổi tối, những người có nhiều sóng kiểu này nhớ được ít nội dung hơn vào ngày hôm sau. Mối liên hệ vì thế nối ba quan sát: tau vùng trán, sự suy giảm khả năng lan của sóng chậm và mức lưu giữ ký ức qua đêm thấp hơn. [1]

Một bộ phận người tham gia được đo lại sau vài năm. Trong nhóm này, mức tau vùng trán tăng đi cùng sự phối hợp sóng chậm kém hơn và khả năng giữ thông tin qua đêm giảm. Một nhóm người cao tuổi khác được xét nghiệm dịch não tủy cũng cho kết quả cùng hướng: người có nhiều sóng đơn độc hơn mang tỷ lệ tau so với amyloid cao hơn. Xét nghiệm này không chỉ ra riêng tau tại vùng trán, nên nó bổ sung một phép đối chiếu chứ không thay thế hình ảnh PET. [1]

Phát hiện này chưa trả lời điều gì?

Những người lớn tuổi trong nghiên cứu chưa mắc Alzheimer và mức suy giảm trí nhớ của họ vẫn nằm trong phạm vi bình thường theo tuổi. Tau là một dấu hiệu liên quan đến bệnh lý Alzheimer, nhưng sự cùng biến đổi theo thời gian không tự chứng minh rằng tau trực tiếp phá vỡ sóng chậm. Cũng có thể thay đổi giấc ngủ ảnh hưởng đến quá trình tích tụ protein, hoặc cả hai chịu tác động của một cơ chế khác chưa được làm rõ. [1]

Vì chưa xác định được chiều nguyên nhân, kết quả này không đồng nghĩa một đêm mất ngủ sẽ gây Alzheimer, cũng không tạo thành hướng dẫn điều trị. Giá trị của nó nằm ở việc xác định một đặc điểm có thể đo được: mức độ các sóng chậm phối hợp và lan rộng trong giấc ngủ non-REM. Thay vì chỉ gắn suy giảm trí nhớ với tuổi cao, nghiên cứu mở ra cách xem xét cụ thể hơn về mối liên hệ giữa bệnh lý ở vùng trán, hoạt động khi ngủ và việc lưu giữ trải nghiệm. [1]