Giấc Ngủ Đông Ở Người - Viễn Tưởng Hay Tương Lai Gần?

##

Ngủ đông trong tự nhiên

Trước khi bàn về khả năng ngủ đông của con người, chúng ta cần hiểu rõ về hiện tượng này trong thế giới động vật. Đây là một cơ chế sinh tồn giúp nhiều loài vượt qua mùa đông khắc nghiệt, khi thức ăn cạn kiệt và nhiệt độ xuống thấp. Trước kỳ ngủ đông, chúng tích trữ năng lượng, làm chậm nhịp tim, giảm tiêu hao calo để duy trì sự sống trong nhiều tháng liền. Không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng, ngủ đông còn là cách hiệu quả để tránh kẻ săn mồi.

Những nghiên cứu cho thấy hầu hết động vật ngủ đông đều sở hữu lớp mỡ đặc biệt. Mỡ trắng giúp giữ nhiệt, trong khi mỡ nâu có khả năng sinh nhiệt gấp 20 lần, giúp cơ thể không bị chết rét trong suốt thời gian ngủ đông. Nhưng liệu con người có thể làm điều tương tự? Câu trả lời đáng tiếc là không.

*Chuột sóc (Muscardinus avellanarius) thường ngủ đông từ tháng 10 đến tháng 4, bằng cách cuộn tròn trong tổ và giảm trao đổi chất để tiết kiệm năng lượng.

Trái tim của con người không thể chịu được nhiệt độ quá thấp. Khi thân nhiệt giảm, tim mất khả năng loại bỏ canxi dư thừa, dẫn đến rối loạn nhịp tim và trụy tim. Chỉ điều này thôi cũng đủ để khiến ngủ đông trở thành điều bất khả thi đối với loài người. Nhưng liệu có ngoại lệ nào không?

Những trường hợp sống sót kỳ diệu

Năm 2006, Mitsutaka Uchikoshi – một công chức Nhật Bản – mất tích sau chuyến dã ngoại tại núi Rokko, Kobe. Trong lúc đi bộ xuống núi, anh bị trượt chân, gãy xương chậu và bất tỉnh trên sườn núi. Không thức ăn, không nước uống, anh nằm đó suốt 24 ngày giữa cái lạnh khắc nghiệt, nơi nhiệt độ ban đêm xuống dưới 10 độ C. Theo lẽ thường, không ai có thể sống sót trong điều kiện như vậy. Thế nhưng, khi được tìm thấy, Uchikoshi vẫn còn sống.

Khi nhập viện, thân nhiệt của anh thấp đến mức các bác sĩ ban đầu cho rằng anh đã tử vong. Tuy nhiên, điều kỳ diệu đã xảy ra: Uchikoshi không chỉ sống sót mà còn hồi phục hoàn toàn sau 50 ngày điều trị, không để lại di chứng nghiêm trọng nào. Các bác sĩ gọi trạng thái của anh là "tương tự như ngủ đông" – một điều tưởng như không thể xảy ra ở con người.

Câu chuyện của Uchikoshi đã thu hút sự chú ý của giới khoa học, nhưng đến nay, vẫn chưa có lời giải thích thỏa đáng về cơ chế giúp anh sống sót. Vậy điều gì đã thực sự xảy ra trên núi Rokko năm 2006?

*Mitsutaka Uchikoshi là người sống sót kỳ diệu sau 24 ngày mất tích trên núi Rokko, được cho là rơi vào trạng thái giống ngủ đông.

Năm 1940, các nhà khoa học Liên Xô gây chấn động khi công bố thí nghiệm giữ cho một chiếc đầu chó "sống" trong vài giờ bằng hệ thống tuần hoàn nhân tạo. Nhiều năm sau, Mỹ tiếp tục đẩy ranh giới khoa học đi xa hơn. Vào năm 2005, Trung tâm Nghiên cứu Hồi sức Safar (Đại học Pittsburgh) đã thực hiện một thí nghiệm táo bạo: rút toàn bộ máu khỏi cơ thể chó, thay thế bằng dung dịch muối lạnh, sau đó khởi động lại tim và hồi sinh chúng thành công. Điều này mở ra triển vọng áp dụng liệu pháp hạ thân nhiệt trên con người.

Hạ thân nhiệt tạm thời giúp làm chậm các phản ứng sinh hóa trong tế bào, giảm nhu cầu oxy, kéo dài thời gian cho các bác sĩ xử lý vết thương chí mạng. Năm 2016, Cục Quản lý Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận thử nghiệm kỹ thuật EPR (Duy trì và Hồi sức Khẩn cấp), do tiến sĩ Samuel Tisherman đứng đầu tại Đại học Maryland.

EPR áp dụng cho bệnh nhân chấn thương nghiêm trọng, mất máu cấp tính. Bằng cách làm lạnh cơ thể xuống 10-15°C và thay máu bằng dung dịch muối lạnh, các bác sĩ có thêm 2 giờ thay vì chỉ vài phút để thực hiện phẫu thuật trước khi bệnh nhân được hồi nhiệt và tái khởi động tim.

Nếu Mitsutaka Uchikoshi thực sự trải qua trạng thái hạ thân nhiệt tự nhiên, điều đó có thể đã làm chậm quá trình trao đổi chất, giảm nhu cầu năng lượng của cơ thể. Tuy nhiên, nếu so với thí nghiệm lâm sàng hiện tại – chỉ duy trì trạng thái này trong vài giờ – thì hơn 20 ngày sống sót của Uchikoshi vẫn là một bí ẩn.

Không chỉ Uchikoshi, những câu chuyện về sự sống sót kỳ diệu trong điều kiện băng giá tiếp tục khiến các nhà khoa học kinh ngạc.

Sáu năm sau sự kiện tại Nhật Bản, một người đàn ông Thụy Điển 44 tuổi bị mắc kẹt trong xe hơi suốt hai tháng giữa trận bão tuyết, với nhiệt độ ngoài trời xuống đến -30°C. Không có thức ăn, ông sống sót bằng cách ăn tuyết. Các bác sĩ nhận định rằng cơ thể ông có thể đã thích nghi với môi trường lạnh, giảm thân nhiệt để bảo toàn năng lượng.

Một trường hợp khác xảy ra tại Mỹ năm 1980, khi Jean Hilliard, một cô gái 19 tuổi, bị mắc kẹt giữa cái lạnh -30°C sau một vụ tai nạn xe. Khi được tìm thấy, cơ thể cô đông cứng như tấm ván, mắt mở to vô hồn, làn da tím tái, lạnh ngắt. Các bác sĩ không thể tiêm thuốc vì da cô quá cứng.

Tưởng chừng không còn hy vọng, nhưng sau vài giờ sưởi ấm, cơ thể Hilliard dần hồi phục. Đến buổi trưa cùng ngày, cô đã nói chuyện được. Hilliard không gặp bất kỳ di chứng nào và xuất viện ngay hôm đó, trở thành một trong những trường hợp hồi sinh kỳ diệu nhất lịch sử y học.

Những sự kiện này đặt ra câu hỏi về khả năng tiềm ẩn của con người trong việc thích nghi với nhiệt độ cực đoan. Có thể nào cơ thể chúng ta vẫn giữ được cơ chế kích hoạt trạng thái tạm dừng sinh học?

Trở lại với Uchikoshi. Không ai biết chính xác bộ não và cơ thể anh đã phản ứng thế nào trong hơn ba tuần bất tỉnh. Nhưng một điều chắc chắn: anh đã sống sót.

Ngủ đông – Chìa khóa du hành liên hành tinh

Với khoảng cách 1,2 tỷ km, một chuyến bay có người lái đến sao Thổ có thể kéo dài 5 năm, đòi hỏi nguồn tài nguyên khổng lồ. Giải pháp không thể là mang cả một hệ sinh thái lên tàu mà có thể là đặt phi hành gia vào trạng thái ngủ đông.

Trong những chuyến đi kéo dài hàng năm, các phi hành gia đối mặt với bức xạ vũ trụ, sự cô lập tâm lý và thoái hóa cơ xương do môi trường không trọng lực. Nhưng ngủ đông có thể giúp giảm thiểu những tác động này.

Các loài ngủ đông như dơi, nhím, hay thậm chí gấu đều không bị suy giảm cơ và xương trong thời gian dài. Trạng thái ngủ đông không tự nguyện này được gọi là Torpor, nơi sinh vật rơi vào trạng thái trao đổi chất chậm để sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt. Nếu con người có thể mô phỏng Torpor, viễn cảnh ngủ đông dài hạn có thể trở thành hiện thực.

*Các loài ngủ đông như dơi, nhím, gấu duy trì cơ và xương nhờ trạng thái Torpor, giúp giảm trao đổi chất để sinh tồn.

Từ năm 2012, SpaceWorks Enterprises đã nghiên cứu ngủ đông ở người và nhận tài trợ từ NASA. Họ đề xuất Torpor tổng hợp, áp dụng nguyên tắc hạ thân nhiệt trong y học để đưa phi hành gia vào trạng thái ngủ đông tối đa 14 ngày, sau đó tỉnh dậy trong vài ngày rồi tiếp tục chu kỳ. Điều này đảm bảo ít nhất một thành viên phi hành đoàn luôn tỉnh táo để xử lý tình huống khẩn cấp.

Nếu thành công, Torpor tổng hợp có thể giúp nhân loại xây dựng thuộc địa liên hành tinh. Không cần gửi từng nhóm nhỏ, chúng ta có thể đưa cả cộng đồng vào vũ trụ, dù điều đó đặt ra những thách thức hạ tầng khổng lồ.

Một số nghiên cứu mới về ngủ đông

Các nghiên cứu gần đây cho thấy khả năng tạo ra trạng thái ngủ đông có thể được kích hoạt bằng cách điều chỉnh một nhóm tế bào chuyên biệt trong vùng điều chỉnh nhiệt độ của não. Để làm rõ điều này, các nhà khoa học đã nghiên cứu loài chuột – vốn không có khả năng ngủ đông tự nhiên nhưng lại có thể làm chậm quá trình trao đổi chất khi nguồn thức ăn khan hiếm, một trạng thái gọi là Torpor.

Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy, khi bị giới hạn thức ăn hoặc giảm nhiệt độ môi trường, chuột có thể tự động rơi vào trạng thái này. Điều đó giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu những thay đổi trong não bộ khi trạng thái ngủ đông diễn ra.

Nghiên cứu tập trung vào vùng dưới đồi – trung tâm điều chỉnh nhiệt độ của não. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu tại Đại học Tsukuba (Nhật Bản) đã phát hiện một nhóm tế bào thần kinh đặc biệt, gọi là tế bào thần kinh Q. Khi kích hoạt nhóm tế bào này ở chuột bằng thuốc, nhiệt độ cơ thể của chúng giảm từ 36°C xuống 22°C, nhịp tim và hô hấp chậm lại, đưa chúng vào trạng thái ngủ đông kéo dài hai ngày hoặc hơn tùy cá thể. Điều đáng chú ý là, sau khi tỉnh lại, các cơ quan nội tạng của chuột không có dấu hiệu tổn thương. Điều này cho thấy khả năng ngủ đông có thể được kiểm soát một cách an toàn.

*Thí nghiệm kích hoạt QIH – một trạng thái ngủ đông nhân tạo – trên chuột. Bên trái là chuột đối chứng, bên phải là chuột trong trạng thái QIH (48 giờ sau khi tiêm CNO (Clozapine-N-oxide)).

Một giả thuyết đặt ra là, nếu tế bào thần kinh Q có chức năng tương tự ở con người, rất có thể nó đã đóng vai trò quan trọng trong sự sống sót kỳ diệu của Mitsutaka Uchikoshi. Nếu các tế bào này kích hoạt, chúng có thể đã khiến cơ thể anh phản ứng như thể 10°C không phải là nhiệt độ nguy hiểm, kéo dài cơ hội sống sót của anh ngoài mong đợi.

Mặc dù vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn, nhưng những phát hiện này mang đến hy vọng rằng con người có thể một ngày nào đó kiểm soát được trạng thái ngủ đông – không chỉ để cứu sống bệnh nhân mà còn mở ra tương lai du hành vũ trụ kéo dài nhiều năm. Và đến nay, giấc mơ về một giấc ngủ đông nhân tạo ở con người vẫn còn đó, chờ đợi khoa học giải mã.

Trong vài thập kỷ tới, những kỳ tích như của Uchikoshi có thể không còn là hiện tượng hiếm hoi, mà trở thành công nghệ có chủ đích. Chúng ta có thể bị hạ nhiệt một cách có kiểm soát sau chấn thương nghiêm trọng, cho bác sĩ thêm thời gian cứu chữa. Chỉ cần kéo dài sự sống thêm vài phút, thậm chí vài chục phút, cũng có thể tạo ra sự khác biệt giữa sống và chết.

Không chỉ dừng lại ở y học, ngủ đông còn có thể mở ra tương lai cho du hành vũ trụ, giúp con người giảm trao đổi chất trong nhiều tháng, vượt qua những hành trình kéo dài đến các hành tinh xa xôi. Có lẽ, khi công nghệ này trở thành hiện thực, chúng ta cuối cùng sẽ hiểu được điều gì đã xảy ra với Mitsutaka Uchikoshi năm ấy.

Bạn có háo hức trước viễn cảnh này không? Nếu công nghệ ngủ đông được phát triển, liệu bạn có sẵn sàng sử dụng nó? Ngủ một giấc và tỉnh dậy ở một thời đại mới có thể là điều hấp dẫn, nhưng với nhiều người, sống trọn vẹn trong hiện tại mới là hạnh phúc đích thực.