Có thể nuôi não người biết suy nghĩ ngoài cơ thể?

Bên trong phòng thí nghiệm tế bào tại Cambridge (Anh) trị giá 212 triệu bảng, hành lang kính với màu sắc rực rỡ dường như kéo dài vô tận như cảnh phim viễn tưởng Hollywood. Ở góc nhỏ của riêng mình tại thiên đường không tưởng đối với giới khoa học, Madeleine cũng có ý tưởng bất khả thi không kém: biến da người thành tế bào não.

"Bộ não phát triển theo cơ chế giống như bào thai", Madeleine nói. Theo đó, não được cung cấp máu và dinh dưỡng liên tục trong môi trường vô trùng. Cô mở phòng chứa lồng ấp, để lộ những đốm nhỏ trôi trong vũng chất lỏng màu hồng nhạt, giống như những miếng bỏng ngô. Tuy vậy, chúng có cấu trúc hoàn chỉnh bao gồm chát xám, tức tế bào thần kinh và chất trắng là mô mỡ, với từng vùng khác nhau như đại não, tiểu não... tương đương với mức phát triển của bào thai 9 tuần tuổi.

Thực ra chế tạo não không quá phức tạp, chỉ mất vài tháng. Nguyên liệu bao gồm các tế bào từ bất kỳ bộ phận nào, mũi, gan hay thậm chí móng chân. Lancaster lấy nó từ các mẫu da được hiến tặng. Tuy nhiên chỉ có tế bào gốc mới phát triển thành mọi loại mô của cơ thể nên nhóm nghiên cứu phải dùng huyết thanh, giống như một loại cocktail protein đảo ngược quá trình phát triển và trẻ hóa mô thành tế bào non.

Sau vài tuần, tế bào lớn dần. Chúng chỉ bé như dấu chấm và manh nha phát triển thành phôi thai. Tiếp theo, chúng sẽ phát triển thành những tế bào khác nhau, trong đó có não. Chúng được đưa sang một đĩa cấy khác, và cho ăn protein ít đi. Các phần còn lại chết dần, chỉ còn lại tế bào não với sức sống dẻo dai.

Cuối cùng, phần não được tách ra nuôi cấy riêng trong môi trường giống như hộp sọ. Cuối cùng là chờ đợi. Sau 3 tháng, chúng to khoảng 4mm, chứa 2 triệu neuron. Các neuron này bắt đầu phát tín hiệu. Đây là một thành tựu cho thấy các neuron đang hoạt động. Trường hợp này giống như tế bào tim cấy năm 2013 có dấu hiệu muốn bơm máu.

Tại thời điểm này, não do Lancaster nuôi cấy chưa có thể tư duy. Không rõ cơ chế phát sinh suy nghĩ của bộ não. Xét trên con người thì não cần kích thích từ môi trường bên ngoài. Vì vậy nếu không có cơ thể, não không thể phát triển bình thường. Tuy các neuron làm việc nhưng chúng không có mối liên kết với nhau. Có thể thấy điều đó ở những người mù bẩm sinh. Phần não nhận biết ánh sáng của họ không hình thành.

Tương tự nếu sử dụng điện não đồ, màn hình sẽ không hiển thị bất cứ điều gì. Sóng não được hàng triệu tế bào phát tín hiệu đồng bộ thông qua da đầu. Dù vậy, tạo ý thức cho não nhân tạo không phải là mục tiêu của Lancaster, mà cô đang cố giải đáp bí ẩn rằng tại sao con người lại khác tinh tinh tới vậy trong khi khác biệt gen chỉ là 1,2%.

Nhóm nghiên cứu đã cấy ghép não người lai tinh tinh và phát hiện não tinh tinh có ít neuron hơn, và thể tích nhỏ hơn. Có nghĩa là việc nuôi cấy này giúp họ không cần làm thí nghiệm vi phạm nhân đạo như thêm gen tinh tinh vào bào thai để phân tích theo kỹ thuật cũ.

Bên cạnh đó, còn một nhóm khác đang tìm cách cải thiện não bộ như tăng lượng máu. Thành công của Lancaster còn mở ra cánh cổng mới trong nghiên cứu các bệnh như tự kỷ, trong đó có cơ chế hoạt động thiếu cân bằng của neuron kích thích và neuron ức chế. Trước kia, việc nghiên cứu não trên người sống là bất khả thi.

Cuối cùng, giới khoa học đang nóng lòng để đạt tới mục tiêu nuôi cấy một bộ não hoàn chỉnh như của người thường. Nhưng lúc này, họ vẫn phải bằng lòng với những miếng "bỏng ngô" vì đó là kết quả khả thi nhất trong hiện tại.