Mất tập trung do thiếu ngủ liên quan đến cơ chế “rửa sạch” não
Theo một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Neuroscience, tình trạng mất tập trung do thiếu ngủ trùng với thời điểm dịch não tủy chảy qua não bộ.
Hầu như mọi người đều từng trải qua tình trạng này: Sau một đêm ngủ không ngon giấc, bạn cảm thấy không còn tỉnh táo như bình thường. Não bộ trở nên mơ hồ và khó tập trung.
Một nghiên cứu mới từ MIT đã khám phá những gì xảy ra với não bộ trong khoảng thời gian mất tập trung này. Các nhà khoa học phát hiện trong những thời điểm mất tập trung, dịch não tủy (cerebrospinal fluid – CSF: chất lỏng trong suốt, tồn tại trong các não thất và tủy sống, có tác dụng như một tấm đệm bảo vệ não bộ và cột sống) sẽ chảy qua não – một quá trình thường xảy ra trong khi ngủ, giúp rửa trôi các chất thải tích tụ trong ngày. Quá trình này giúp não bộ khỏe mạnh và hoạt động bình thường.
Khi bị thiếu ngủ, cơ thể cố bù đắp quá trình làm sạch này bằng cách kích hoạt các xung dịch não tủy. Nhưng nó cũng dẫn đến hệ quả là suy giảm khả năng tập trung.
“Khi đó, dịch não tủy sẽ tiết ra trong lúc bạn thức thay vì lúc ngủ như thông thường. Tuy nhiên, cái giá phải trả là khả năng tập trung bị suy giảm vào những thời điểm dịch não tủy tiết ra”, Laura Lewis, Phó Giáo sư Kỹ thuật điện và khoa học máy tính, thành viên của Viện Kỹ thuật và khoa học y khoa và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu điện tử của MIT, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Làm sạch não bộ
Giấc ngủ là một quá trình sinh học quan trọng, tuy nhiên các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác nguyên nhân tại sao nó lại quan trọng đến vậy. Giấc ngủ có vai trò thiết yếu trong việc duy trì sự tỉnh táo, và có nhiều nghiên cứu chứng minh thiếu ngủ làm suy giảm khả năng tập trung và các chức năng nhận thức khác.
Trong lúc ngủ, dịch não tủy tiết ra giúp loại bỏ chất thải tích tụ trong ngày. Trong một nghiên cứu năm 2019, Lewis và cộng sự phát hiện dòng chảy dịch não tủy khi ngủ tuân theo một mô hình nhịp nhàng đi vào và đi ra khỏi não. Những dòng chảy này liên quan đến sự thay đổi sóng não khi ngủ.
Kết quả này khiến Lewis thắc mắc điều gì xảy ra với dòng chảy dịch não tủy sau khi cơ thể thiếu ngủ. Để tìm câu trả lời, bà và cộng sự đã chọn ra 26 tình nguyện viên và nghiên cứu não bộ của họ trong hai trạng thái: được nghỉ ngơi đầy đủ và sau một đêm thiếu ngủ.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện một số phép đo về chức năng cơ thể và não bộ khi những người tham gia thực hiện một nhiệm vụ thường được dùng để đánh giá tác động của tình trạng thiếu ngủ.
Trong suốt quá trình thực hiện nhiệm vụ, mỗi người tham gia đội một mũ điện não (EEG) có thể ghi lại sóng não trong lúc họ đang ở trong máy chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI).
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phiên bản fMRI cải tiến, không chỉ đo nồng độ oxy trong máu não mà còn đo được cả dòng chảy của dịch não tủy ra vào trong não. Họ cũng đo nhịp tim, nhịp thở và đường kính đồng tử của từng người.
Những người tham gia nghiên cứu phải thực hiện hai nhiệm vụ về khả năng tập trung trong máy quét fMRI, một nhiệm vụ thị giác và một nhiệm vụ thính giác. Với nhiệm vụ thị giác, họ phải nhìn vào màn hình có một dấu thập cố định. Theo các khoảng thời gian ngẫu nhiên, dấu thập sẽ chuyển thành hình vuông – người tham gia sẽ nhấn nút khi nhìn thấy điều này. Với nhiệm vụ thính giác, họ sẽ nghe thấy tiếng “bíp”.
Kết quả không ngoài dự đoán: những người thiếu ngủ thực hiện các nhiệm vụ này kém hơn nhiều so với những người được nghỉ ngơi đầy đủ. Thời gian phản ứng của họ chậm hơn, và trong một số trường hợp, họ không nhận ra sự thay đổi.
Các nhà nghiên cứu đã xác định một số thay đổi sinh lý xảy ra trong những khoảng thời gian mất tập trung. Đặc biệt, họ phát hiện dịch não tủy chảy ra khỏi não vào các thời điểm này. Sau mỗi khoảng thời gian mất tập trung, dịch não tủy lại chảy ngược vào não.
“Kết quả cho thấy vào thời điểm mất tập trung, chất lỏng này thực sự đang tiết ra khỏi não. Và khi khôi phục khả năng tập trung, nó sẽ quay trở lại”, Lewis nói.
Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng khi não bị thiếu ngủ, quá trình làm sạch não bộ thường diễn ra trong lúc ngủ sẽ được thực hiện bù vào lúc thức. Tuy nhiên, quá trình này cũng làm giảm khả năng tập trung.
“Vấn đề có thể là do não bộ cố gắng đi vào trạng thái giống như lúc ngủ để phục hồi một số chức năng nhận thức”, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Zinong Yang của MIT giải thích. “Hệ thống dịch não tủy của bạn đang cố gắng phục hồi chức năng bằng cách thúc đẩy não bộ lặp lại giữa trạng thái tập trung cao độ và lưu thông [dịch não tủy] cao độ”.
Một mạch thống nhất
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện một số sự kiện sinh lý khác liên quan đến việc mất tập trung, bao gồm co đồng tử, giảm nhịp thở và nhịp tim. Họ phát hiện khoảng 12 giây trước khi dịch não tủy chảy ra, đồng tử bắt đầu co lại, và đồng tử giãn ra sau khi quãng thời gian mất tập trung qua đi.
“Một điều thú vị là đây không chỉ là một hiện tượng trong não, mà là một sự kiện liên quan đến toàn bộ cơ thể. Nó cho thấy có sự phối hợp chặt chẽ giữa các hệ thống, khi khả năng tập trung bị suy giảm, chúng ta có thể cảm nhận được về mặt nhận thức và tâm lý, song nó cũng phản ánh một sự kiện đang diễn ra trên khắp não bộ và cơ thể”, Lewis nói.
Theo các nhà nghiên cứu, mối liên hệ chặt chẽ giữa các sự kiện này cho thấy có một mạch [thần kinh] duy nhất kiểm soát khả năng tập trung và các chức năng cơ thể như lưu lượng dịch não tủy, nhịp tim và sự tỉnh giấc.
“Những kết quả này cho thấy có một mạch thống nhất chi phối những gì chúng ta nghĩ là các chức năng cấp cao của não bộ – khả năng tập trung, nhận thức và phản ứng với thế giới – và cả các quá trình sinh lý cơ bản như động lực học chất lỏng của não bộ, lưu lượng máu não và sự co thắt mạch máu”, Lewis nói.
Trong nghiên cứu này, các tác giả không tìm hiểu cụ thể mạch nào kiểm soát sự chuyển đổi này, nhưng họ cho rằng một ứng cử viên sáng giá là hệ thống noradrenergic – giữ vai trò điều chỉnh các chức năng cơ thể và nhận thức thông qua chất dẫn truyền thần kinh norepinephrine. Các nghiên cứu gần đây cho thấy hệ thống này sẽ dao động trong giai đoạn giấc ngủ NREM (không chuyển động mắt nhanh).
Thanh Bình dịch từ Massachusetts Institute of Technology
Nguồn: https://news.mit.edu/2025/your-brain-without-sleep-1029
