Thói quen kỳ lạ ngủ mỗi ngày giúp ích được gì cho con người? Đó là điều mà các nhà khoa học cừ khôi trên khắp thế giới cố tìm hiểu. Họ phát hiện ra tầm quan trọng của giấc mơ.
Trong khi chờ đợi khám phá mọi điều bí ẩn, giấc ngủ đã trở thành một hình thái kinh doanh và cũng là một trò chơi xa hoa của những người nhiều tiền lắm của.
Tsukuba, Nhật Bản. Mùi thơm nặng của hoa mộc lan tỏa trong không khí và những con nhện vàng to tướng đang làm tổ trong bụi rậm của Viện Y học Giấc ngủ Quốc tế.
Hai người đàn ông đội mũ bảo hiểm đang đo đạc và thì thầm với nhau. Họ đang dán băng rôn trên bức tường đá đen. Tòa nhà còn mới cáu.
Viện ra đời mới có 5 năm, tòa nhà còn mới hơn nữa, nhưng đã thu hút được 120 nhà nghiên cứu từ nhiều lãnh vực khác nhau như: khoa phổi, sinh vật học và hóa chất đến từ các nước như Thụy Sĩ, Hà Lan, Trung Quốc.
Nằm cách phía bắc Tokyo 1 giờ xe hơi, trong khuôn viên Đại học Tsukuba, nó được chính phủ và nhiều mạnh thường quân tài trợ, dưới quyền điều khiển của bác sĩ Masashi Yanagisawa.
Ở đây người ta nghiên cứu những cơ cấu căn bản của giấc ngủ và không chữa trị các chứng bệnh về giấc ngủ.
Trong những căn phòng đầy máy móc điện tử nhấp nháy, có những con chuột đang say ngủ và những phòng làm việc rộng mênh mông nối với nhau bằng cầu thang xoắn ốc, vô số tiền của được chi ra để biết tại sao sinh vật cần phải ngủ.
Đặt câu hỏi này với nhà nghiên cứu, bạn sẽ được nghe họ nói huyên thuyên về sự phức tạp cực kỳ của giấc ngủ. Ngủ là phổ biến.
Từ bao thế kỷ qua, trong cuộc chiến đấu để sống còn, khi phải tàn sát nhau, chết chóc, tháo chạy, hàng tỉ sinh vật luôn luôn phải có một thời gian để chìm trong vô thức. Người ta khó tin là sự nghỉ ngơi này cho phép tiếp tục sống để chiến đấu thêm một ngày nữa.
Tarja Porkka-Heiskanen, nhà sinh học chuyên về giấc ngủ thuộc Đại học Helsinki, nói: “Ngu ngốc, nhưng đúng là như vậy! Nó cho phép người ta nghĩ rằng điều xảy ra trong lúc ngủ là hết sức quan trọng. Dù cho giấc ngủ mang lại điều gì, đó cũng là một thách thức với cái chết qua từng ngày, trong suốt cuộc đời của một sinh vật”.
Sự nghỉ ngơi của con sứa
Lợi ích của giấc ngủ còn bí ẩn và với nhiều nhà sinh học, vấn đề này rất hấp dẫn. Năm 2017, họ làm một thí nghiệm đăng trên tạp chí Current Biology kể lại những con sứa bị xịt nước để không được phép ngủ. Sau đó, chúng được ngủ bù lại. Nhà sinh học gọi nhu cầu này là “áp lực ngủ”.
Hãy đi ngủ trễ và bạn sẽ tích tụ được áp lực ngủ. Bạn buồn ngủ vào buối tối? Dĩ nhiên, sau khi đã thức cả ngày, bạn đã tạo ra áp lực ngủ. Giống như vật chất đen, danh từ được dùng để mô tả cái gì đó người ta còn chưa hiểu về thiên nhiên.
Càng suy nghĩ về nó, người ta càng đứng trước một bí hiểm: cái gì tích tụ trong lúc thức và tan biến khi ngủ? Có phải là một chiếc đồng hồ? Một phân tử được tích tụ mỗi ngày và phải được giải tỏa? Có phải đó là chiếc đồng hồ nấp kín trong bộ não, chờ đợi trả về thời điểm 0 giờ mỗi đêm? Nói khác đi, theo cách của ông Viện trưởng Masashi Yanagisawa, “Chất buồn ngủ là chất gì?”.
Các nhà sinh học nghiên cứu về áp lực ngủ đã hơn một thế kỷ qua. Năm 1902, nhà nghiên cứu người Pháp Charles Richet, cộng tác với Paul Portier, tiến hành một loạt thí nghiệm nổi tiếng: sau khi ép cho những con chó phải thức suốt 10 ngày liền, ông trích lấy chất nước tiết ra trong bộ não của chúng, tiêm cho một con chó bình thường.
Nó ngủ ngay tức khắc! Dung dịch mà những con chó bị ép phải thức có cái gì đó được tích tụ làm cho con chó bình thường phải ngủ ngay.
Cuộc săn lùng chất liệu này đã diễn ra và được người Pháp gọi là hypnotoxine. Đó là vũ khí bí mật của thần giấc ngủ Morphée, giải thích tại sao sinh vật thèm ngủ.
Sóng lớn
Vào nửa đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học bắt đầu quan sát hoạt động của bộ não đang ngủ bằng các điện cực gắn trên da đầu của con người. Các điện đồ não cho phép họ nhận thấy rằng thay vì tắt, bộ não lóe sáng lên liên tục trong suốt giấc ngủ.
Khi cặp mắt nhắm lại, hơi thở sâu hơn, những đường nét căng thẳng, giận dữ của tinh thần lúc tỉnh thức (có thể nhìn thấy rõ trên điện đồ não) thay đổi, sóng trở nên dài hơn và tròn hơn trong giai đoạn đầu của giấc ngủ.
Từ 35 đến 40 phút sau, thay đổi chậm dần, hơi thở đều đặn và khó đánh thức dậy hơn. Sau một lúc, bộ não dường như hoạt động ngắt quãng, sóng trở nên nhỏ và chặt lại: đó là giấc ngủ nghịch, trong đó người ta mơ.
Cặp mắt chuyển động nhanh bên dưới mi mà tiếng Anh gọi là “rapid eye movement” (REM). Một trong các nhà khoa học đầu tiên nghiên cứu giai đoạn này nhận thấy có thể đoán trước khi nào một đứa trẻ thức dậy khi chỉ cần xem chuyển động của tròng bên dưới mi mắt.
Con người lặp lại chu kỳ này nhiều lần và cuối cùng thức dậy sau một lúc ngủ nghịch, trong đầu còn đầy hình ảnh những con cá mọc cánh và những bản nhạc không còn nhớ âm điệu.
Áp lực ngủ làm thay đổi sóng não. Đối tượng càng thiếu ngủ, sóng càng lớn trong giai đoạn ngủ chậm trước lúc ngủ nghịch. Hiện tượng này được nhận thấy nơi mọi sinh vật: chim, hải cẩu, mèo, chuột, cá heo…
Nếu cần phải có bằng chứng khác về giấc ngủ không phải là một trạng thái thụ động, tiết giảm năng lượng, hãy xem con chuột hamster vàng rời khỏi giấc ngủ đông để ngủ ngắn.
- Xem thêm: Những bí mật của giấc ngủ
Giấc ngủ mang đến một cái gì đó mà con chuột không có được trong lúc ngủ đông. Nó làm chậm gần như toàn bộ những thay đổi, nhưng áp lực ngủ vẫn phải tích tụ.
Kasper Vogt, một nhà nghiên cứu tại Tsukuba. cho hay: “Cái mà tôi muốn biết là có một cái gì đó rất quan trọng trong giai đoạn này”.
Ông chỉ tay lên màn hình có các dữ liệu hoạt động của hệ thần kinh con chuột trong lúc ngủ và nói tiếp: “Nó quan trọng đến mức ăn hay không ăn, sinh sản đều dẫn đến nguy cơ mất mạng. Cái đó là cái gì?”.
Cuộc săn lùng hypnotoxine không vô ích. Người ta tìm thấy một vài chất gây ngủ. Adénosinelà một trong số đó. Phân tử này tích tụ trong bộ não con chuột thức và biến mất khi nó ngủ.
Phát hiện rất thú vị bởi vì caffeine cũng đi theo những nơi tiếp nhận phân tử này mà tác động. từ đó giải tỏa adénosine, làm cho sinh vật hết buồn ngủ, một đặc trưng của cà phê.
Tuy nhiên, những nghiên cứu về hypnotoxine cũng không giải thích trọn vẹn nguyên nhân cơ thể bị áp lực ngủ. Chẳng hạn, adénosine có thể làm cho ta từ trạng thái tỉnh thức sang ngủ, nhưng nó từ đâu đến?
Michael Lazarus, người chuyên nghiên cứu phân tử này của Viện, trả lời: “Không ai biết! Với một số người nó đến từ dây thần kinh. Một số khác cho đó chính là một loại dây thần kinh khác. Không ai nhịn ai cả.
Masashi Yanagisawa phân xử: “Dù thế nào, đây không phải là vấn đề tích trữ. Nói khác đi, chất gây ngủ này có vẻ như không tích trữ thông tin về áp lực ngủ; nó chỉ là một phản ứng”.
Có lẽ nó được sinh ra từ tiến trình kết nối mới giữa các dây thần kinh mà người ta gọi là synapse. Theo Chiara Cirelli và Giulio Tononi, chuyên gia nghiên cứu giấc ngủ thuộc Đại học Wisconsin, “bởi vì bộ não tạo ra các synapse khi tỉnh thức, có lẽ đã giảm những synapse không quan trọng lúc ngủ nhằm loại bỏ những ký ức hay hình ảnh không thích ứng, vô ích”.
Giulio Tononi còn nói thêm: “Giấc ngủ dùng để loại bỏ những kỷ niệm, tạo hữu ích cho bộ não. Một nhóm nhà khoa học khác đã phát hiện một loại protein xâm nhập vào các synapse ít cần thiêt để phá hủy chúng, trong lúc mức độ adénosine tăng cao. Tuy nhiên, có lẽ chính là do giấc ngủ gây ra.
Vẫn còn nhiều điều bí hiểm và các nhà khoa học đứng ở nhiều góc độ khác nhau để giải thích về áp lực ngủ cũng như chính giấc ngủ.
Một nhóm khác tại Viện Tsukuba, do giáo sư Yu Hayashi lãnh đạo, nghiên cứu trên con chuột cái làm biến mất một số tế bào thần kinh và tìm cách hủy diệt nó.
Người ta lúc lắc cho tỉnh khi vừa mới thiu thỉu ngủ nhiều lần, tạo ra áp lực ngủ lên con chuột khiến nó phải ngủ bù sau đó.
Thế mà những con chuột bị hủy bỏ tế bào thần kinh có thể bỏ qua giấc ngủ nghịch mà không cần phải ngủ nhiều sau đó.
Vấn đề là xem nó có bị tổn thương hay không – thiếu ngủ nghịch có ảnh đến khả năng hiểu biết không – nhưng thí nghiệm này cho thấy có lẽ có một loại tế bào đặc biệt hay dòng thần kinh nào đó tạo ra áp lực ngủ hay ít nhất cũng tác động lên giấc mơ.
Masashi Yanagisawa luôn mê say những dự án “khủng”. Chính một trong số đó cách nay 20 năm đã dẫn ông đến nghiên cứu khoa học về giấc ngủ.
Sau khi khám phá ra một chất chuyển tải thần kinh mà ông gọi là orexine hay hypocretine, nhóm của ông nhận thấy: thiếu nó, con chuột luôn luôn oằn oại khi đang ngủ.
Dường như chất này không có mặt nơi người mắc chứng ngủ rũ (ngủ liên miên cả ngày lẫn đêm). Phát hiện này làm bùng phát nghiên cứu về nguyên nhân bệnh trạng. Nó dẫn đến chế tạo ra một chất giống như orexine để chữa căn bệnh này.
Phân tử ADN của giấc ngủ
Giám đốc Viện và nhân viên hiện đang thực hiện một dự án lớn: tìm gien gây ra giấc ngủ. Những con chuột được tiêm thuốc gây biến đổi cơ thể và lắp đặt điện cực vào đầu để ghi nhận hoạt động của não bộ trong lúc bị áp lực ngủ.
Hiện nay hơn 8.000 con chuột đang ngủ dưới sự quan sát của họ. Khi một con chuột có giấc ngủ bất thường – thức dậy nhiều lần hay ngủ quá lâu – các nhà khoa học đều theo dõi bộ gien di truyền của nó.
Nếu tìm thấy một sự thay đổi có thể giải thích được hiện tượng, họ cố tạo ra những con chuột mang gien này và xem nó gây rối loạn giấc ngủ như thế nào.
Người ta đã nghiên cứu như thế trên con ruồi giấm từ nhiều năm qua, và thu được nhiều tiến bộ. Nhưng lợi ích khi sử dụng chuột là có thể lập được điện đồ não – EEG và ứng dụng sang con người, mặc dù chi phí để nuôi nó rất đắt.
Cách nay mấy năm, nhóm đã phát hiện một con chuột biến đổi không thể loại bỏ được áp lực ngủ (nó ngủ suốt ngày đêm).
Theo điện não đồ, nó thường xuyên ở trong tình trạng buồn ngủ đến kiệt sức. Những chuột có cùng biến đổi cũng có triệu chứng tương tự.
Giáo sư Masashi Yanagisawa giải thích: “Thay đổi này tạo ra nhiều sóng biên độ dài hơn bình thường. Con chuột luôn luôn bị thiếu ngủ. Sự thay đổi nằm ở gien mang tên SIK3. Con chuột bị đánh thức càng nhiều, proteine mang gien SIK3 càng tích tụ nhiều hóa chất lạ. Kết luận này được công bố trên tạp chí Nature vào năm 2016.
Nếu người ta chưa biết chính xác SIK3 có quan hệ như thế nào với giấc ngủ, sự việc hóa chất lạ tích tụ giống như những hạt cát kích thích các nhà khoa học.
- Xem thêm: Giấc mơ tiết lộ gì về sức khỏe của bạn
Masashi Yanagisawa nói: “Chúng tôi tin SIK3 là một trong các tác nhân chính”. Khi các nhà khoa học tiến sâu vào đêm đen bí ẩn của giấc ngủ, những phát hiện này lóe sáng trước mặt họ như ánh đèn pin, soi đường. Điều còn lại là xem chúng được ráp nối với nhau thế nào.
Các nhà nghiên cứu hy vọng sáng tỏ sẽ đến, không phải vào năm sau hay năm sau nữa, mà là một ngày rất gần.
Tại Viện Y học về Giấc ngủ Quốc tế, những con chuột lao vào hoạt động, thức giấc và mơ. Bộ não của chúng, giống như con người, vẫn còn chứa những điều bí ẩn.
Kinh doanh giấc ngủ trưa
Cơ quan Giấc ngủ Mỹ (NSF) khuyên người lớn phải ngủ mỗi đêm từ 7-9 giờ. Nhưng dù ở bất kỳ quốc gia nào, người ta cũng chẳng có nhiều thời gian để ngủ. Nhiều người còn đặt vấn đề về bệnh dịch mất ngủ đang diễn ra trên toàn thế giới.
Tại Anh, theo tổ chức Great British Bedtime Report, 60% những người nói mình ngủ ít hơn 7 giờ/ngày. Hội Nghiên cứu Giấc ngủ Trung Quốc quả quyết 73% người Trung Quốc bị khó ngủ.
Thiếu ngủ làm thiệt hại mỗi năm 138 tỉ USD tại Nhật Bản. Trong bối cảnh đó, thị trường kinh doanh giấc ngủ trưa đang bùng phát.
Tại thành phố không bao giờ ngủ New York, người ta phát hiện ra lợi ích của giấc ngủ trưa. Chẳng hạn, Công ty Nap York, từ tháng 2-2018, giới thiệu trong một tòa nhà ba tầng gần Quảng trường Times nhiều kiểu phòng ngủ trưa như tập thể, cá nhân, VIP.
Tạp chí The Architects Newspaper giới thiệu: Các phòng ngủ trưa khác nhau về kích thước và vị trí. Phòng tập thể giống như các khách sạn mini tại Nhật Bản. Tất cả đều chỉ cho thuê trong vài giờ chứ không qua đêm.
Từ tháng 2 và 3-2018, người dân tại Abou Dhabi và Al-Ain có thể thưởng thức giấc ngủ trưa trên xe di động.
Công ty Ieka của Thụy Điển cho lưu hành xe tải ngủ trưa (nap trucks) trong đó có một phòng ngủ sang trọng và một phòng ngủ tập thể bằng chiến dịch: “Nhường chỗ cho giấc ngủ trưa và thư giãn”.
Người ta xem bán đảo Ibérique, quy tụ hai quốc gia Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha là nơi ngủ trưa. Tuy nhiên, nhật báo El Pais viết, vào tháng 5-2017, sau khi khai trương quán rượu ngủ trưa đầu tiên tại thủ đô Madrid: “Người Tây Ban Nha đi ngủ rất muộn vì công việc tất bật. Một năm sau, 26-5-2018, nhóm thiện nguyện Tejendo Mostoles lại khai trương Công viên võng (Hamacodrome) đầu tiên miễn phí cho mọi người trong chiến dịch “Quyền được làm biếng”.
