Ánh sáng sẽ là liệu pháp chữa bệnh của tương lai?

Thí nghiệm trên chuột cho thấy, các xung ánh sáng cực nhanh và ngắn có khả năng ảnh hưởng trực tiếp đến việc kích hoạt neuron, và thay đổi mô hình hoạt động của chúng.

Điều trị bệnh bằng ánh sáng

Liệu pháp ánh sáng

Một loạt các vấn đề về sức khỏe tâm thần của con người đều có liên quan đến ánh sáng, ví dụ như những rắc rối liên quan đến nhịp sinh học của con người, rối loạn tâm trạng theo mùa. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Illinois, Mỹ đã áp dụng lý thuyết ánh sáng vào thử nghiệm. Theo đó, họ sử dụng các xung ánh sáng cực nhanh được chế tạo đặc biệt để kích hoạt sự phát sáng của neuron, cũng như thay đổi mô hình hoạt động của chúng.

Nghiên cứu được thử nghiệm trên chuột và được công bố trên tạp chí Nature Physics. Đây là lần đầu tiên người ta sử dụng chùm ánh sáng được thử nghiệm và giám sát chặt chẽ để kiểm soát chức năng của một tế bào sống. Thành công của thí nghiệm này cho phép các nhà nghiên cứu phát triển phương pháp mới để điều trị các bệnh rối loạn sức khoẻ tâm thần trong tương lai, bằng cách dựa vào việc chỉ đạo các hoạt động thần kinh.

Nhóm nghiên cứu của ông đã sử dụng kỹ thuật optogenetic trên các tế bào và neuron của chuột. Kỹ thuật này bắt nguồn từ việc sử dụng các protein cảm ứng ánh sáng channelrhodopsin-2 có trong tảo xanh để điều khiển hoạt động của neuron (tế bào thần kinh có chức năng dẫn truyền xung điện). Sau đó, các nhà nghiên cứu thêm một số gen vào các tế bào để khiến chúng phản ứng với ánh sáng.

Bên cạnh việc sửa đổi các tế bào của chuột, các nhà nghiên cứu cũng khẳng định rằng: những kết quả tương tự cũng có thể diễn ra ở các tế bào nhạy cảm với ánh sáng một cách tự nhiên - như những tế bào trong võng mạc.

Tiến sĩ Stephen Boppart, Trưởng nhóm nghiên cứu, phát biểu: “Câu danh ngôn “Đôi mắt là cửa sổ tâm hồn” có thể áp dụng trong nghiên cứu của chúng tôi, bởi vì thực sự cơ thể con người có khả năng phản hồi với ánh sáng. Cơ quan nhận kích thích ánh sáng trong võng mạc của con người kết nối với các phần khác nhau trong não để điều khiển tâm trạng, nhịp điệu trao đổi chất và nhịp điệu sinh học ngày đêm”.

Chữa trị không dùng thuốc

Trong tự nhiên, các hệ thống sinh học sử dụng ánh sáng cũng như bị ảnh hưởng bởi ánh sáng đều thực hiện những chức năng nhất định đối với nguồn sáng nhận được từ Mặt Trời. Nhưng trong thí nghiệm có kiểm soát này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các xung ánh sáng nhanh có độ dài ít hơn 100 femtosecond (1.0 x 10^-14 giây).

Sự điều chỉnh này tạo ra hiệu ứng khác biệt so với khi dùng nguồn ánh sáng tự nhiên, vì ở đây các nhà khoa học đã tập trung một lượng năng lượng lớn trong một khoảng thời gian ngắn. Nhóm nghiên cứu đã thay đổi cả chiều dài và bước sóng của xung ánh sáng để khám phá những phản ứng khác nhau có thể xảy ra với neuron.

Dù đây chỉ là bước đi đầu tiên trong một hành trình dài để đưa ra kết quả cuối cùng, nhưng nhóm nghiên cứu vẫn tin tưởng rằng phương pháp của họ có thể có các ứng dụng lâm sàng vào một ngày không xa. Tiến sĩ Boppart nhận xét: "Cuối cùng, đây có thể là một phương pháp điều khiển chức năng tế bào và mô mà không liên quan đến gen hay sử dụng thuốc. Chúng tôi cho rằng đây là một phương pháp tuyệt vời chỉ dùng ánh sáng để chữa trị cho bệnh nhân”.

Theo Khampha.vn