Ở phần trước, ta đã biết ý nghĩa giấc ngủ đông của gấu, nó không chỉ mang đến lợi ích cho chúng mà còn báo hiệu tình trạng của Trái Đất. Tuy nhiên, đó chưa phải tất cả, ngủ đông còn liên quan mật thiết đến sức khỏe con người, nếu chúng ta có thể khám phá ra bí mật đằng sau khả năng kỳ diệu này, việc chữa trị thành công các loại về não sẽ không còn là giấc mơ viển vông.
Trong nghiên cứu được công bố vào năm 2017, Johnson cùng đồng nghiệp đã theo dõi quá trình ngủ đông của 51 con gấu đen cái trong 3 năm tại vùng lân cận Durango, Colorado. Theo quan sát, tổng thời gian ngủ đông của chúng rất đa dạng, từ dưới 4 tháng cho đến hơn 7 tháng, tùy thuộc vào tuổi tác và có đang làm mẹ hay không. Những con gấu lớn tuổi và gấu mẹ thường có xu hướng nằm lâu hơn gấu nhỏ. Song nhìn chung, tất cả đều chú ý đặc biệt đến thời tiết khi chuẩn bị thức giấc.
Trung bình, gấu rời hang sớm hơn 3.5 ngày mỗi khi nhiệt độ tăng lên 1 độ C từ mức nhiệt độ tối thiểu trong mùa xuân. “Khi nhiệt độ đạt đến một ngưỡng nhất định, đó là dấu hiệu đã đến lúc chúng phải rời khỏi chiếc giường ấm áp”, Johnson cho biết.
Gấu nâu ở Scandinavia dường như để ý nhiều hơn đến nhiệt độ trước khi ra khỏi hang, Alina Evans, bác sĩ thú y động vật hoang dã tại Đại học Khoa học ứng dụng Na Uy ở Evanstad nói. Trong nghiên cứu được công bố năm 2016, Evans cùng đồng nghiệp đã theo dõi thói quen ngủ đông của 14 con gấu nấu được trang bị vòng cổ GPS kèm màn hình theo dõi nhịp tim và nhiệt độ cơ thể.
Những con gấu nâu đã chọn thời điểm và địa điểm khác nhau để bắt đầu cho giấc ngủ của mình, nhưng tất cả chúng đều rời giường khi nhiệt độ ban ngày gần 5 độ C. Theo Evans, nhiệt độ là thứ thúc đẩy chúng rời hang nhiều nhất, nhưng vẫn còn những yếu tố ảnh hưởng khác như độ ẩm khó chịu khi tuyết tan.
Khi mùa đông không còn khắc nghiệt vì biến đổi khí hậu, lũ gấu chắc chắn sẽ rời hang sớm hơn, Johnson cho biết. Trong thực tế, đã có ghi nhận những con gấu xuất hiện trong suốt mùa đông không lạnh. Thức dậy sớm có thể đe dọa đến an toàn của chúng. Chúng có khả năng bị xe đụng hoặc trở thành mục tiêu cho các thợ săn. “Gấu có gần 100% tỷ lệ sống sót nếu chúng ngủ đông. Ngược lại, chúng sẽ gặp nguy hiểm”, cô nói.
Gấu thường ngủ đông khi thức ăn bắt đầu khan hiếm, và quay trở lại khi thức ăn dồi dào. Việc khí hậu biến đổi có thể làm rối loạn thói quen đó. Về lý thuyết, một mùa đông đột ngột kết thúc sớm có thể khiến gấu ra khỏi hang sớm hơn, và trở lại hang với tình trạng sụt ký. “Chúng có thể mất cơ hội tiết kiệm năng lượng trong môi trường khắc nghiệt”, cô nói.
Trong một số trường hợp, sự thay đổi khí hậu đột ngột có thể khiến gấu ăn nhiều hơn. Thông thường, một con gấu sẽ giảm từ 30 đến 40 phần trăm trọng lượng cơ thể - chủ yếu là chất béo - trong thời gian ngủ đông. Nếu một con gấu thức dậy sớm vài năm liên tiếp, số lượng mỡ trong cơ thể nó sẽ bị tích tụ lại, gây nên tình trạng béo phì và bệnh tiểu đường.
Một con gấu bị béo phì
Tuy nhiên, nếu tình trạng biến đổi khí hậu còn tiếp diễn, loài gấu sẽ tự động điều chỉnh lại lịch ăn và ngủ đông theo mức ấm lên của Trái Đất, Evans nói. Chúng luôn cố gắng thích nghi với biến đổi khí hậu: những con gấu đen bắt đầu phát triển mạnh tại các đầm lầy ở Florida và cánh rừng ở Mexico, gấu nâu tập trung ở các nước Nam Âu, nơi mùa đông khắc nghiệt đã biến mất từ thời kỷ băng hà. Một số loài gấu ở vùng nhiệt đới chọn bỏ qua việc ngủ đông. Gấu ở Hy Lạp và Croatia chỉ ngủ đông khi mang thai.
Khi gấu và sóc ngủ đông, não chúng cũng trải qua quá trình tương tự, protein tau được hình thành trong não và hệ thần kinh trung ương để bảo vệ tế bào thần kinh trong suốt quá trình ngủ dài, Elena Gracheva, một nhà sinh lý học thần kinh tại Đại học Yale cho biết.
Một protein tau bất thường
Tuy nhiên, khác biệt lớn nhất là động vật ngủ đông ngay lập tức gỡ những điểm rối đó và quay trở lại bình thường, còn bệnh nhân Alzheimer và Parkinson sẽ tiếp tục tích tụ protein tau ngày càng trầm trọng hơn. Bộ não của chúng không có dấu hiệu thiệt hại, ký ức và kỹ năng vẫn nguyên vẹn.
Có thể cung cấp cho những bệnh nhân này khả năng tương tự như gấu không?
Gracheva cho biết dự án vẫn còn ở giai đoạn sớm, nhưng các nhà khoa học đang cẩn thận nghiên cứu giấc ngủ đông ở động vật có vú để hiểu sâu hơn sự tiến triển của bệnh về não. Một nghiên cứu năm 2021 trên báo cáo Scientific Reports cho thấy một chu kỳ ngủ đông trong thí nghiệm giúp cải thiện trí nhớ của một con chuột bị mắc Alzheimer. Nhiều tác giả đề xuất có thể phát triển liệu pháp điều trị bằng thuốc có hiệu quả tương tự cho bệnh nhân Alzheimer.
Với những kiến thức có được từ nhiều năm nghiên cứu trạng thái ngủ đông của sóc đất, Gracheva giờ đây đang tham gia vào dự án tìm hiểu những thay đổi ở não gây ra tình trạng suy giảm nhận thức trên người mắc bệnh Parkinson. “Nghiên cứu quá trình ngủ đông của gấu và sóc có thể nói cho chúng ta biết cách hệ thống thần kinh con người hoạt động”, cô nói.
>>> Cuối cùng chúng ta đã nắm được bí mật về giấc ngủ đông của loài gấu.
Nguồn: Arstechnica
Tỉnh giấc
Một số loài gặm nhấm và động vật khác ngủ đông theo lịch trình nghiêm ngặt theo chiều dài ngày. Tuy nhiên, đối với gấu, tự bản thân chúng quyết định khi nào ngủ và thức dậy, theo Heather Johnson, một nhà sinh vật học hoang dã. Thời điểm đó phụ thuộc chủ yếu vào nguồn thực phẩm và quan trọng nhất là nhiệt độ.
Trung bình, gấu rời hang sớm hơn 3.5 ngày mỗi khi nhiệt độ tăng lên 1 độ C từ mức nhiệt độ tối thiểu trong mùa xuân. “Khi nhiệt độ đạt đến một ngưỡng nhất định, đó là dấu hiệu đã đến lúc chúng phải rời khỏi chiếc giường ấm áp”, Johnson cho biết.
Gấu nâu ở Scandinavia dường như để ý nhiều hơn đến nhiệt độ trước khi ra khỏi hang, Alina Evans, bác sĩ thú y động vật hoang dã tại Đại học Khoa học ứng dụng Na Uy ở Evanstad nói. Trong nghiên cứu được công bố năm 2016, Evans cùng đồng nghiệp đã theo dõi thói quen ngủ đông của 14 con gấu nấu được trang bị vòng cổ GPS kèm màn hình theo dõi nhịp tim và nhiệt độ cơ thể.
Những con gấu nâu đã chọn thời điểm và địa điểm khác nhau để bắt đầu cho giấc ngủ của mình, nhưng tất cả chúng đều rời giường khi nhiệt độ ban ngày gần 5 độ C. Theo Evans, nhiệt độ là thứ thúc đẩy chúng rời hang nhiều nhất, nhưng vẫn còn những yếu tố ảnh hưởng khác như độ ẩm khó chịu khi tuyết tan.
Thức dậy sớm đồng nghĩa với chết
Gấu thường ngủ đông khi thức ăn bắt đầu khan hiếm, và quay trở lại khi thức ăn dồi dào. Việc khí hậu biến đổi có thể làm rối loạn thói quen đó. Về lý thuyết, một mùa đông đột ngột kết thúc sớm có thể khiến gấu ra khỏi hang sớm hơn, và trở lại hang với tình trạng sụt ký. “Chúng có thể mất cơ hội tiết kiệm năng lượng trong môi trường khắc nghiệt”, cô nói.
Trong một số trường hợp, sự thay đổi khí hậu đột ngột có thể khiến gấu ăn nhiều hơn. Thông thường, một con gấu sẽ giảm từ 30 đến 40 phần trăm trọng lượng cơ thể - chủ yếu là chất béo - trong thời gian ngủ đông. Nếu một con gấu thức dậy sớm vài năm liên tiếp, số lượng mỡ trong cơ thể nó sẽ bị tích tụ lại, gây nên tình trạng béo phì và bệnh tiểu đường.
Tuy nhiên, nếu tình trạng biến đổi khí hậu còn tiếp diễn, loài gấu sẽ tự động điều chỉnh lại lịch ăn và ngủ đông theo mức ấm lên của Trái Đất, Evans nói. Chúng luôn cố gắng thích nghi với biến đổi khí hậu: những con gấu đen bắt đầu phát triển mạnh tại các đầm lầy ở Florida và cánh rừng ở Mexico, gấu nâu tập trung ở các nước Nam Âu, nơi mùa đông khắc nghiệt đã biến mất từ thời kỷ băng hà. Một số loài gấu ở vùng nhiệt đới chọn bỏ qua việc ngủ đông. Gấu ở Hy Lạp và Croatia chỉ ngủ đông khi mang thai.
Mối liên hệ giữa ngủ đông và bệnh Alzheimer
Ở một số khía cạnh, động vật ngủ đông có những điểm tương đồng với người mắc bệnh Alzheimer, hoặc Parkinson. Ở người, Alzheimer hình thành do quá trình tích tụ protein tau quá mức, gây ra các đám rối sợi thần kinh và làm tan rã hệ thống vận chuyển của tế bào thần kinh.Khi gấu và sóc ngủ đông, não chúng cũng trải qua quá trình tương tự, protein tau được hình thành trong não và hệ thần kinh trung ương để bảo vệ tế bào thần kinh trong suốt quá trình ngủ dài, Elena Gracheva, một nhà sinh lý học thần kinh tại Đại học Yale cho biết.
Tuy nhiên, khác biệt lớn nhất là động vật ngủ đông ngay lập tức gỡ những điểm rối đó và quay trở lại bình thường, còn bệnh nhân Alzheimer và Parkinson sẽ tiếp tục tích tụ protein tau ngày càng trầm trọng hơn. Bộ não của chúng không có dấu hiệu thiệt hại, ký ức và kỹ năng vẫn nguyên vẹn.
Có thể cung cấp cho những bệnh nhân này khả năng tương tự như gấu không?
Gracheva cho biết dự án vẫn còn ở giai đoạn sớm, nhưng các nhà khoa học đang cẩn thận nghiên cứu giấc ngủ đông ở động vật có vú để hiểu sâu hơn sự tiến triển của bệnh về não. Một nghiên cứu năm 2021 trên báo cáo Scientific Reports cho thấy một chu kỳ ngủ đông trong thí nghiệm giúp cải thiện trí nhớ của một con chuột bị mắc Alzheimer. Nhiều tác giả đề xuất có thể phát triển liệu pháp điều trị bằng thuốc có hiệu quả tương tự cho bệnh nhân Alzheimer.
Với những kiến thức có được từ nhiều năm nghiên cứu trạng thái ngủ đông của sóc đất, Gracheva giờ đây đang tham gia vào dự án tìm hiểu những thay đổi ở não gây ra tình trạng suy giảm nhận thức trên người mắc bệnh Parkinson. “Nghiên cứu quá trình ngủ đông của gấu và sóc có thể nói cho chúng ta biết cách hệ thống thần kinh con người hoạt động”, cô nói.
>>> Cuối cùng chúng ta đã nắm được bí mật về giấc ngủ đông của loài gấu.
Nguồn: Arstechnica
