Đâu là những đột phá gần đây trong lĩnh vực khoa học thần kinh?

__________

Khi tôi còn nhỏ, tôi thường có cơn ác mộng kinh hoàng về việc bị chôn sống trong một chiếc quan tài kính. Tôi có thể nhìn thấy mọi người đi lại ở phía trên mình và tôi đã hét lên để xin sự giúp đỡ nhưng người ta không thể nghe thấy tôi. (Tôi cho rằng đây là một cảnh trong một bộ phim nào đó nhưng không thể nhớ ra nổi.) Gần đây tôi đã vô cùng kinh ngạc khi biết rằng có những người đang thực sự bị mắc kẹt ở trạng thái này, nói một cách tượng trưng là: trạng thái siêu “khoá trong”, khi người ta hoàn toàn tỉnh táo nhưng không có cách nào giao tiếp với thế giới bên ngoài được.

Những bệnh nhân không có khả năng biểu hiện sự tồn tại của ý thức là một thách thức lớn của khoa học thần kinh. Trong những cơ sở điều trị tích cực trên toàn thế giới, một nửa cái chết của họ đến từ quyết định lâm sàng về việc rút bỏ các thiết bị hỗ trợ sự sống.

Có vài mức độ rối loạn thần kinh nhận thức mà triệu chứng không phải lúc nào cũng rõ rệt hay dễ dàng chẩn đoán một cách chính xác. Hôn mê vài phút đến vài giờ kéo theo những nguy hiểm nghiêm trọng đến não bộ như khi bị đột quỵ, chấn thương vật lý, giảm oxy mô (thiếu nguồn cung oxy) và bị nhiễm độc. Về mặt lâm sàng thì nó được định nghĩa là khoảng thời gian bất tỉnh kéo dài. Bệnh nhân không thể bị đánh thức hoặc cho thấy bất cứ dấu hiệu nhận thức nào. Cơ thể vẫn cho thấy những phản ứng vô thức, các phản xạ như thu hẹp đồng tử khi tiếp xúc với ánh sáng được giữ nguyên. Thành phần não vô thức nằm sâu trong thân não vẫn hoạt động.

Chết não lại hoàn toàn khác biệt, đây là một trạng thái không thể đảo ngược được, tiêu biểu với việc không có những phản xạ thân não, hô hấp và tín hiệu não trên điện não đồ. Chuyển hoá vỏ não và dịch truyền của máu lên não biến mất, dẫn đến việc tế bào nơ-ron thần kinh nhanh chóng bị thoái hoá và chết.

Phần lớn những bệnh nhân bị hôn mê đều phục hồi sau vài ngày hoặc vài giờ. Dấu hiệu đầu tiên là sự trở lại của chu kỳ thức-ngủ. Sau đó họ lấy lại được nhận thức, giao tiếp và những hành vi có chủ đích.

Tuy nhiên, đôi khi sự phục hồi dừng lại trong một trạng thái kỳ lạ của việc tỉnh dậy mà không nhận thức được. Mỗi ngày bệnh nhân thức dậy nhưng vẫn không phản ứng và không nhận thức, dấu hiệu đặc trưng của trạng thái thực vật (VS). Bệnh nhân có thể làm được những chuyển động trên gương mặt như thể họ có ý thức nhưng hoàn toàn không phản hồi với bất kỳ kích thích bên ngoài nào.

Nếu họ thể hiện những phản ứng giới hạn không liên tục về sự nhận thức và mong muốn, họ đang ở trong trạng thái “nhận thức tối thiểu” (MCS). Một vài dạng thức giao tiếp có thể được thiết lập.

Trạng thái cuối cùng là ‘hội chứng khóa trong’, thường bị gây ra bởi sự ngắt kết nối giữa vỏ não và tuỷ sống, để lại phần ý thức còn nguyên vẹn. Bệnh nhân thấy mình bị giam cầm trong một cơ thể bất động, không thể nói hoặc chuyển động. Chỉ có thể giao tiếp với thế giới bằng cách di chuyển mắt một chút hoặc chớp mắt, do phần này được điều khiển bởi những kết nối thần kinh riêng biệt. Bệnh nhân vẫn có thể sống một cuộc đời hữu ích, trọn vẹn với khả năng nhận thức của mình.

Vào năm 2006, nhà khoa học thần kinh Adrian Owen đã có một phát hiện chấn động về một bệnh nhân với dấu hiệu lâm sàng ở trạng thái thực vật lại có hoạt động não bộ cho thấy một mức độ nhận thức đáng kể. Công trình của ông (Phát hiện nhận thức ở trạng thái thực vật – Detecting awareness in the vegetative state.) đã chứng minh sự tồn tại của một tình trạng đáng sợ, tồi tệ hơn rất nhiều so với hội chứng khoá trong thông thường: có ý thức nhưng không có cách nào biểu hiện được ra thế giới bên ngoài, thậm chí không thể chớp mắt.

Bệnh nhân là một người phụ nữ trẻ bị tai nạn xe hơi và đã bị chấn thương thuỳ thái dương. Năm tháng sau, dù chu kỳ thức-ngủ đã được giữ lại, cô vẫn hoàn toàn không phản ứng, dấu hiệu đặc trưng của trạng thái thực vật. Không có biểu hiện của nhận thức còn sót lại, giao tiếp hay kiểm soát tự nguyện nào được phát hiện.

Nhưng khi họ quét não bằng máy chụp cộng hưởng từ như là một phần của nhật ký nghiên cứu để giám sát trạng thái của vỏ não bệnh nhân sống thực vật, họ đã phát hiện ra một điều kinh ngạc. Khi cô nghe những câu nói, mạng lưới vỏ não ngôn ngữ được kích hoạt. Hoạt động thần kinh chỉ ra rằng việc xử lý lời nói của cô bao gồm sự tích hợp của phân tích từ và câu. Nhưng cô có hiểu được chúng không?

Owen đã tiến hành một bài thí nghiệm tài tình trong đó những câu nói được phát ra với số lần chính xác nhằm truyền tải những hướng dẫn phức tạp như “tưởng tượng đang chơi tennis”, “tưởng tượng tới thăm những căn phòng ở nhà bạn” và “nghỉ ngơi đi”. Với những người khoẻ mạnh, khi bạn hình dung những hoạt động đó, não bộ của bạn sẽ sáng lên như thể bạn thực sự đang làm chúng.

Hoạt động não bộ của cô bám theo các chỉ dẫn một cách chặt chẽ. Khi cô được yêu cầu hình dung chơi tennis, khu vực vỏ não vận động sáng lên và tối đi mỗi ba mươi giây, chính xác như được hướng dẫn. Khi cô hình dung về thăm nhà, phần nếp nhăn não hồi hải mã (liên quan đến sự hình dung không gian) sáng lên tương tự với khu vực não bộ của người khoẻ mạnh khi tham gia vào cùng nhiệm vụ.

Một vài người chỉ trích phản đối rằng điều đó có thể đơn thuần là những từ như “tennis” và “định hướng” đã đủ để kích động hoạt động não bộ của cô mà không cần phải thực sự hiểu được những chỉ dẫn hay có nhận thức. Nhưng một thí nghiệm được kiểm soát khác đã khiến những lời chỉ trích này phải ngừng lại. Khi Owen quét não bộ của những tình nguyện viên bình thường trong lúc họ nghe những từ như “tennis” và “định hướng” mà không có bất cứ hướng dẫn nào, những hoạt động của não bộ được gợi lên bởi hai từ này là tương tự với nhau. Điều này chỉ ra rằng khi kích hoạt khu vực não bộ liên quan đến nhiệm vụ, bệnh nhân của Owen đã làm được nhiều hơn là phản ứng một cách vô thức, cô ấy dường như đang nghĩ về nhiệm vụ đó. Đây là lần đầu tiên có người giao tiếp được với một bệnh nhân ở trạng thái thực vật!

Trong một thí nghiệm khác được mô tả trong bài báo của tờ Guardian, Khoa học làm cách nào để giúp những bệnh nhân hôn mê giao tiếp (How science found a way to help coma patients communicate), Owen đã viết một miêu tả xúc động về trải nghiệm của ông với một bệnh nhân có tên là Scott, người đã ở trong trạng thái thực vật do tai nạn xe hơi 12 năm trước. Sau khi thấy những phản hồi trong thí nghiệm mô tả phía trên, Owen muốn tìm hiểu xem liệu rằng Scott có bị đau không. Ông đã hỏi “Anh có bị đau không? Nếu không, hãy tưởng tượng mình đang chơi tennis” và khi khu vực vỏ não vận động của Scott sáng lên, cả căn phòng bật khóc. Thông qua hoạt động não bộ, bệnh nhận có thể “nói” ra rằng anh ta biết mình là ai, sau quãng thời gian khá dài xảy ra sau vụ tai nạn. Trong một trường hợp khác, một bệnh nhân ở trạng thái thực vật đã thực sự hồi phục. Tuy nhiên những trường hợp như vậy là vô cùng hiếm.

Nhờ có công nghệ chụp cộng hưởng từ, các nhà nghiên cứu đã đạt được những đột phá trong việc hiểu được về sự sống tinh thần của những người bị kẹt trong trạng thái khoá trong. Từ hàng ngàn lần chụp cộng hưởng từ kể từ nghiên cứu đầu tiên, Owen ước tính 20% số người đang trong trạng thái thực vật thực ra hoàn toàn có ý thức và đã bị chẩn đoán sai trong hàng thập kỷ.

Owen đã nhận được khoảng gần 20 triệu đô để phát triển những kỹ thuật mới bao gồm những phương pháp ít tốn kém hơn như điện não đồ để giúp hàng trăm ngàn bệnh nhân sống thực vật trên khắp thế giới. Đến nay ông vẫn tránh câu hỏi gây tranh cãi nhất để hỏi bệnh nhân là “bạn có muốn sống không?”, có lẽ bởi vì khung pháp luật cho tình huống khó khăn như vậy vẫn chưa rõ ràng. Câu hỏi hóc búa về mặt đạo đức từ những phát hiện của Owen có thể dẫn tới việc ảnh hưởng đến quyết định của gia đình hoặc thầy thuốc lâm sàng để kết thúc sự sống của một người. Nếu một bệnh nhân thể hiện được dạng nhận thức nào đó, anh ta/ cô ta sẽ chuyển từ mục ‘có thể được phép chết’ sang mục ‘không được phép chết’. Việc rút bỏ những biện pháp chữa trị cho các bệnh nhân đó là bất hợp pháp kể cả nếu họ tỏ ý rõ ràng rằng đó là điều họ muốn. Gia đình có thể dành hàng năm sống trong hy vọng sai lầm về sự hồi phục và bị đè nặng bởi viễn cảnh giữ cho họ sống sót.

Những công nghệ mới này có tác động đáng kể và trực tiếp đến việc đánh giá và chữa trị lâm sàng cho những bệnh nhân bị chấn thương não và việc dự đoán khả năng phục hồi. Chúng cũng mang lại sự hiểu biết sâu sắc đầy lôi cuốn về bản chất của ý thức từ những bệnh nhân bị kẹt lại ở vùng xám giữa sự sống và cái chết.

Nguồn tham khảo:

The Life Scientific – Adrian Owen on scanning for awareness in the injured brain – BBC Sounds

BBC One – Panorama, The Mind Reader: Unlocking My Voice

The Search for Consciousness

Confronting the grey zone after severe brain injury

Neuroscience: The mind reader