Khoa học đằng sau "não mục"

Thông thường, bộ não nhanh chóng bị phân hủy sau khi con người qua đời, quá trình này liên quan đến các tế bào chết và sinh vật phân hủy. Nhưng các nhà nghiên cứu ngày càng phát hiện ra nhiều mẫu não được bảo tồn qua hàng trăm năm, thậm chí hàng ngàn năm. Nghiên cứu não phân hủy (hoặc không) như thế nào là một công việc khó khăn, nhưng qua đó các nhà khoa học có thể tìm thấy manh mối về cuộc sống của người sở hữu bộ não.

Sau khi chết, các tế bào não tự ăn lẫn nhau

Sau rốt, trái tim con người sẽ có lúc ngừng đập, phổi ngừng hô hấp và bộ não dừng hoạt động. Điều này khởi động quá trình phân hủy. Dòng máu ngừng chảy, các tế bào không còn nhận được năng lượng cần thiết để sống nữa.

Ở cấp độ tế bào, quá trình này được gọi là tự phân hủy, khi các enzyme tự tấn công các tế bào hoặc mô – giai đầu của quá trình phân hủy não bộ. “Bộ não là cơ quan tích cực chuyển hóa nhất trong cơ thể. [Bộ não] chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng lại tiêu thụ tới 20% năng lượng, và các tế bào có nhu cầu năng lượng thực sự cao sau khi chết, khi không còn năng lượng nạp vào nữa, chúng nhanh chóng tiêu hóa chính mình” – theo nhà nhân chủng học pháp y Alexandra Morton-Hayward tại Đại học Oxford (Anh).

Trong vòng vài giờ và vài ngày, khi enzyme phá hủy các tế bào và protein, bộ não bắt đầu mất đi hình dạng vốn có. Các cấu trúc gợn sóng tạo nên hình ảnh đặc trưng của bộ não mất đi hình dạng, đầu tiên chúng phân rã thành một đống sệt nhão và rồi thành dạng chất nhớt hơn. “Nhìn chung, bộ não sẽ hóa lỏng trong vòng ba ngày đầu tiên” – nhà nhân chủng Morton-Hayward cho biết.

Nếu bộ não không tự tiêu hóa đủ nhanh, thì có nhiều sinh vật khác sẵn lòng giúp đỡ. Vớ được bộ não đang phân hủy giống như trúng số độc đắc đối với các sinh vật ăn mùn bã tham lam – vi khuẩn và các sinh vật lấy mô chết làm thức ăn.

Toàn bộ quá trình phân hủy hoàn toàn từ thi thể thành bộ xương có thể mất nhiều ngày, nhiều tuần, hay thậm chí hàng năm trời. Các yếu tố từ các loại thuốc chúng ta uống khi còn sống cho tới khí hậu khi chúng ta tử vong đều có thể ảnh hưởng mạnh mẽ tới quá trình này.

Các hoạt động mai táng hiện đại, như ướp xác, có thể cân bằng lại một số trong những khác biệt này, song môi trường chôn cất thì biến thiên khó lường. Bộ não của một người qua đời ở vùng cao có thể khác hoàn toàn với một người qua đời ở vùng đồng bằng. Trong trường hợp này, bạn hãy hình dung vùng núi giống như chiếc tủ lạnh còn vùng đồng bằng giống như mặt bàn bếp.

“Nếu bạn để hộp sữa trên bàn bếp thì nó sẽ bị biến chất trong một ngày. Nhưng nếu bạn cất trong tủ lạnh thì hộp sữa sẽ được bảo quản tốt trong vòng vài tuần” – nhà khoa học McKenzieví von. Ông nêu ra một vài lý do cho hiện tượng này: vi khuẩn có xu hướng sinh sôi nảy nở trong môi trường có nhiệt độ cao hơn, và các enzyme tự phân hủy hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ cơ thể.

Một số bộ não chống lại được quá trình thối rữa

Dù là trong điều kiện môi trường thế nào, bộ não thường phân hủy tương đối nhanh so với các bộ phận khác của cơ thể. Bộ não có thể kéo dài thời gian phân hủy hơn một số mô mềm khác, như ruột, nhưng não vẫn thường hóa lỏng nhanh hơn nhiều loại mô mềm khác. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã chứng kiến nhiều ngoại lệ: những bộ não đã tồn tại hàng thập niên, hàng thế kỷ, thậm chí thiên niên kỷ. Và ngày càng nhiều những bộ não kỳ lạ như vậy đã được tìm thấy.

“Về cơ bản, bộ não là cơ quan đầu tiên phân hủy trong cơ thể người, chúng ta cứ thế chấp nhận chuyện này và đi theo hướng đó. Nhưng càng tìm hiểu thì bạn sẽ nhận ra rằng mình không thực sự biết về nó. Đấy là một giả định được đưa ra và giờ chúng ta đang thấy là chuyện không nhất định diễn ra như vậy” – nghiên cứu sinh tiến sĩ Brittany Moller từ Đại học James Cook (Úc) cho biết. Cô cùng nhà khảo cổ pháp y Charlotte King từ Đại học Otago (New Zealand) đang tiến hành một dự án khảo cổ về bộ não.

Năm 2024, Morton-Hayward và đồng nghiệp báo cáo rằng có hơn 4.000 mẫu não từ khắp nơi trên thế giới và trải dài 12.000 năm lịch sử tồn tại trong hồ sơ khảo cổ. Chúng bị co lại theo thời gian, thường có màu cam do lượng sắt tồn dư. Nhưng tất cả các mẫu vẫn rõ ràng là não người.

Những bộ não mà cô nghiên cứu tới từ nhiều môi trường rất khác nhau, từ những lãnh nguyên băng giá cho tới các đầm lầy ấm áp. Nhiều mẫu vật được bảo tồn tốt bởi vì chúng ở trong môi trường không có nước, bị mất nước hoặc đông cứng. Một số mẫu não được bảo quản trong đầm lầy than bùn – môi trường được biết đến với khả năng bảo quản mọi loại mô mềm. Nhưng có một số mẫu não được bảo quản nguyên vẹn nhờ chính môi trường đầm lầy, ẩm ướt.

“Thông thường, chúng ta cho rằng hàm lượng nước cao và nhiệt độ cao hoàn toàn không có lợi cho việc bảo quản”, Morton-Hayward nói. Môi trường yếm khí sẽ giúp cho việc bảo quản bởi vì trong điều kiện như vậy thì vi khuẩn không thể phát triển, “nhưng trong những môi trường yếm khí và ngập nước như vậy, mô mềm cũng không tồn tại được. Vì thế điều này gợi ý rằng bộ não, bằng cách nào đó, trong hoàn cảnh nào đó, đã hành xử khác biệt trong môi trường ngập nước, một điều vô cùng kỳ quặc và chưa được hiểu rõ”.

Tuy các nhà nghiên cứu chưa hiểu hoàn toàn cách não bộ được bảo quản trong thời gian dài, những mẫu vật mà họ tìm được đã mang lại manh mối về cuộc sống của người chủ bộ não. Ví dụ, King và Moller tìm thấy vi khuẩn giang mai trong một mẫu não từ một nghĩa trang của thời kỳ cơn sốt đào vàng ở New Zealand vào thế kỷ 19, tuy nhiên không rõ là liệu người này nhiễm khuẩn lúc còn sống hay không.

Trên thực tế, số lượng bộ não tồn tại được trong những môi trường như vậy rất hạn chế, số phân hủy còn nhiều hơn thế. Việc biết rằng một số môi trường nhất định có thể tạo điều kiện cho việc bảo quản không giải đáp cho chúng ta câu hỏi vì sao, bởi não thường hóa lỏng trong vài ngày ở nhiều môi trường khác nhau, song những bộ não này vẫn tồn tại.

Các nhà khoa học hy vọng rằng từng chút thông tin thu thập được từ những mẫu vật này sẽ hé lộ thêm cho chúng ta về cuộc sống của các tiền nhân. Như nhà khảo cổ King chia sẻ: “Ta là sản phẩm của tất cả những người đi trước, của mọi trải nghiệm sống mà họ từng kinh qua”. Có lẽ một ngày nào đó, những nghiên cứu mẫu não sẽ mang lại cho chúng ta manh mối về sức khỏe tinh thần của người đi trước. Nhưng trước hết, các nhà nghiên cứu sẽ cần tìm ra cơ chế đằng sau tình trạng nhiều bộ não được bảo quản tốt trong hàng nghìn năm.

Nguồn:

Nationalgeographic