Cụm từ “rối loạn stress sau sang chấn” là cụm từ thường trực của mọi người ám chỉ đến những người trở về từ chiến tranh  Iraq  hoặc nạn nhân  của những thảm họa như sóng thần. Đây không phải là một sự tiến triển mới vì nó luôn luôn xảy ra với những người trải qua các tình huống cực kỳ khó khăn. Mọi người đều biết rằng các ký ức  cảm xúc cả tích cực lẫn tiêu cực  đều được bộ não lưu trữ  khá lâu dài.

Kết quả là những ký ức  đó có ảnh hưởng rất lớn lên hành vi của chúng ta và trong trường hợp ký ức  có hại, chúng có thể cản trở cách chúng ta quay trở lại với cuộc sống. Kết quả, chúng ta né tránh những địa điểm, mùi vị hoặc vật thể gợi lại những ký ức  đau buồn  vì chúng gây ra sự lo lắng  trầm trọng. Isabelle Mansuy, Giáo sư sinh học thần kinh tế  bào tại ETH Zurich và Khoa học  thần kinh nhận thức và tế bào tại ĐH Zurich, cùng nhóm nghiên cứu  giờ đã chứng minh rằng enzyme calcineurin và yếu tố gien điều phối Zif268 quyết định  cường độ của các ký ức  cảm xúc. Lần đầu tiên, việc này giúp các nhà khoa học  liên kết quá trình điều phối tại khớp thần kinh, thành phần rất quan trọng  đối với ký ức  cảm xúc, với quá trình trong nhân tế bào.

Trong thí nghiệm của mình, các nhà nghiên cứu  tập cho chuột liên hệ nước đường với chất nôn mửa. Sự huấn luyện này diễn ra trong nhiều tháng. Chuột tránh né nước đường trong suốt thời gian  này. (Ảnh: ETH Zurich)

Thí nghiệm trên chuột

Sự sản sinh những ký ức  lâu bền nhất trong thời gian  ngắn nhất có thể cần các phân tử trong não, những phân tử không chỉ được kích hoạt nhanh chóng mà còn điều khiển hiệu quả quá trình báo hiệu của sự lưu trữ  thông tin  lâu dài trong não. Đây là lý do  vì sao protein phosphatase calcineurin, vốn được biết là có ảnh hưởng điều phối tiêu cực  lên học hỏi và trí nhớ, là một ứng cử viên  hứa hẹn với các nhà nghiên cứu  Zurich. Họ sử dụng chuột làm hệ thống  mẫu vì quá trình học hỏi của chúng rất giống ở người và các bài kiểm tra hành vi được thiết lập đã tồn tại. Trong thí nghiệm của mình, các nhà nghiên cứu  tập cho chuột liên hệ nước đường với chất nôn mửa. Sự huấn luyện này diễn ra trong nhiều tháng. Chuột tránh né nước đường trong suốt thời gian  này.

Tuy nhiên, sự ác cảm có thể được khắc phục  dần dần bằng luyện tập cao độ. Mansuy giải thích rằng “Các ký ức  cảm xúc không dễ xóa đi. Những ký ức  tiêu cực  nặng nề cần được chủ động thay thế bằng các ký ức  tích cực.” Bà cho biết điều quan trọng  là cùng một lúc hiểu được những ký ức  tiêu cực  không biến mất, chúng đơn thuần chỉ trượt xuống trong danh sách ưu tiên và bị các ký ức  tích cực mới vượt mặt. “Quá trình này không phải cuối cùng và tuyệt đối, vì danh sách ưu tiên có thể thay đổi lần nữa..”

Karsten Baumgärtel, nghiên cứu  viên sau tiến sĩ trong nhóm Mansuy, nhấn mạnh rằng đây là sự khác biệt  to lớn giữa ký ức  cảm xúc và kiến thức. “Các sự kiện có thể biến mất khỏi trí nhớ hoàn toàn, ngược lại trong một số trường hợp đặc biệt những tái hiện cảm xúc được lưu trữ  trong suốt cuộc đời. Can thiệp chủ ý là cần thiết để giảm mức độ ưu tiên của các ký ức  tiêu cực.”

Hoạt động suy giảm calcineurin

Các công trình nghiên cứu  hạch hạnh nhân (amygdala), vùng não quan trọng  đối với nhận thức cảm xúc, cho thấy suy giảm hoạt động  của enzyme calcineurin ở chuột thí nghiệm so sánh với chuột thường. Vì calcineurin là chất điều phối tiêu cực  đối với học tập và trí nhớ, hoạt động  của nó cần được hạn chế để tăng cường trí nhớ. Để thu thêm bằng chứng về vai trò của calcineurin trong quá trình ghi nhớ, các nhà khoa học  sử dụng chuột biến đổi gien mà họ có thể kích hoạt hoặc khử enzyme chọn lọc trong các tế bào thần kinh của não. Mansuy giải thích rằng “Quá trình kích hoạt và khử chọn lọc trong tế bào thần kinh rất quan trọng  vì calcineurin là loại enzyme hiện diện trong nhiều tế bào.”

Ví dụ nó cũng đóng vai trò quan trọng  trong hệ thống  miễn dịch. Theo như các nhà nghiên cứu  hy vọng, khử hoạt động  của calcineurin tăng cường trí nhớ liên kết giữa nước đường và chất nôn, trong khi trí nhớ suy giảm bởi hoạt động  tăng cường calcineurin. Các nhà nghiên cứu  cũng có thể chứng minh rằng khoảng thời gian  cần thiết để làm giảm trí nhớ tiêu cực  bằng trí nhớ đơn thuần tích cực có thể được kéo dài hoặc rút ngắn bằng sự can thiệp này.

Quá trình điều phối trong khớp thần kinh và nhân tế bào

Khử hoạt động  của calcineurin cũng gây ra biểu hiện suy giảm chất điều phối gien Zif268 ở vùng amygdala. Zif268 chịu trách nhiệm điều phối một loạt các gien quan trọng  có vai trò trong việc xử lý tín hiệu của trí nhớ và học tập. Kích thích chất này tăng cường biểu hiện của Zif268 ở chuột biến đổi gien đẩy mạnh trí nhớ theo một cách tương tự như sự khử calcineurin. Đây là lần đầu tiên người ta có thể chứng minh tầm quan trọng  của mối quan hệ  chức năng giữa hoạt động  của một enzyme trong khớp thần kinh với hoạt động  của yếu tố điều phối gien trong nhân tế bào.

Mansuy và Baumgärtel nhấn mạnh rằng mục đích của công trình nghiên cứu  của họ là nhằm thu được kiến thức  căn bản của các mối quan hệ  phân tử, nhưng điều này không liên hệ với bất kỳ ứng dụng  y khoa trực tiếp  trong thời gian  gần.

Tuy nhiên, Mansuy giải thích “Trong quá khứ, nguồn gốc của nhiều căn bệnh còn bí ẩn và chúng được cho là đòn trừng phạt của Chúa, và vào thời đó những người bị mắc bệnh tìm đến tu sĩ. Ngày nay chúng ta hiểu ra một số cơ chế bên trong chúng và có thể chữa những căn bệnh này. Chúng tôi  hy vọng công trình này góp một phần nhỏ vào việc hiện thực hóa tình trạng tương tự cũng áp dụng vào tương lai đối với những sang chấn tâm lý hoặc các bệnh về não làm suy giảm trí nhớ như Alzheimer, Parkinson và đột quỵ.”