Bên trong phòng thí nghiệm của Đại học Stanford, một hệ thống camera đa góc đang liên tục bám sát từng chuyển động của một sinh vật nhỏ bé di chuyển trong khu vực rào chắn. Màn hình máy tính hiển thị vị trí và tốc độ của nó theo thời gian thực, vẽ nên những vệt di chuyển tương tự trò chơi Pong cổ điển.
Sự chăm chút đặc biệt của giới nghiên cứu dành cho cá thể này bắt nguồn từ một cấu trúc giải phẫu gây chấn động: gần một nửa thể tích bộ não của con chuột này đã hoàn toàn bị lấp đầy bởi các tế bào của con người.
Công trình đột phá nói trên vừa chính thức được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Nature bởi nhóm nghiên cứu do nhà thần kinh học Sergiu Pașca tại Đại học Stanford làm trưởng nhóm. Nhóm đã thực hiện một phép thử táo bạo nhằm dung hợp mô não của hai loài sinh vật vốn sở hữu khoảng cách tiến hóa vô cùng xa xôi.
Trước đây, phòng thí nghiệm của Pașca từng chứng minh rằng các khối organoid não người - tập hợp mô siêu nhỏ gồm các tế bào thần kinh - khi được cấy ghép vào hộp sọ loài gặm nhấm giai đoạn nhỏ tuổi không chỉ duy trì được sự sống mà còn bắt đầu thực hiện một số chức năng sinh lý cơ bản.
Tuy nhiên, trong nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã tiến thêm một bước xa hơn. Nhờ công nghệ biến đổi gen, nhóm nghiên cứu đã ngăn chặn sự phát triển hoàn chỉnh của bộ não chuột ngay từ giai đoạn ban đầu.
Những cá thể biến đổi này bị khuyết thiếu phần lớn tế bào tại vỏ não và hồi hải mã - hai khu vực cấu trúc giữ vai trò sống còn đối với toàn bộ hệ thần kinh trung ương.
Nhà khoa học Pașca giải thích rằng biện pháp can thiệp này thực chất nhằm dọn chỗ và giải phóng không gian phát triển cho các tế bào người. Sau khi được đưa vào cơ thể động vật, các tế bào của con người liên tục phân chia, mở rộng quy mô suốt nhiều tuần cho đến nhiều tháng, từng bước thế chỗ vào các khoảng trống mênh mông đó.
Một hiện tượng nằm ngoài dự đoán của chính các tác giả là dù mất đi một phần lớn khối lượng não bộ bẩm sinh, những con chuột này trông vẫn có trạng thái sinh hoạt tương đối bình thường. Chúng vẫn tự do đi lại và phát ra tiếng kêu.
Thế nhưng, năng lực ghi nhớ của chúng lại bị phá hủy nặng nề. Trong các bài kiểm tra mê cung thực nghiệm, chuột biến đổi gen hoàn toàn mất đi khả năng ghi nhớ các lối đi mà bản thân từng thám hiểm trước đó. Điều kỳ diệu là những cá thể được ghép tế bào người sau đó đã có sự cải thiện rõ rệt về thành tích định hướng trong mê cung.
Dữ liệu này chứng minh mô não người được đưa vào thực sự đã tham gia trực tiếp và chi phối hoạt động nhận thức của vật chủ. Pașca đặt tên cho sinh vật này là "chuột dị vỏ não" (xenocortical mice) và nhận định mô hình này có thể trở thành công cụ đắc lực để tìm hiểu về các dạng tổn thương não trong tương lai.
Đứng ở góc độ độc lập, nhà khoa học Carsten Charlesworth thuộc một phòng nghiên cứu khác tại Đại học Stanford cho rằng tầm vóc của công trình còn vượt xa khỏi phạm vi y học thông thường. Theo ông, đây là minh chứng sống động cho năng lực tái cấu trúc các sinh vật sống khi kết hợp giữa kỹ thuật di truyền học và công nghệ tế bào gốc đỉnh cao.
Trên thực tế, nhiều đơn vị nghiên cứu hiện nay đã bắt đầu thử nghiệm việc kết nối các khối organoid não với hệ thống máy tính để phục vụ các tác vụ như điều khiển trò chơi điện tử, hoặc đề xuất khả năng biến các khối mô nhân tạo này thành "phụ tùng thay thế" để tái tạo vùng não tổn thương ở các bệnh nhân đột quỵ.
Điểm khiến Charlesworth kinh ngạc nhất chính là việc các mô thần kinh của con người dù chỉ được đưa vào cơ thể chuột sau khi con vật đã chào đời, nhưng vẫn có thể sinh trưởng với quy mô áp đảo, vượt qua sự ngăn cách về mặt sinh học giữa hai loài để thiết lập mối liên kết mật thiết với hệ thống thần kinh của chuột.
Nhà khoa học này cảnh báo rằng trước sự phát triển thần tốc của kỹ thuật ghép mô, giới nghiên cứu sẽ buộc phải đánh giá lại hàng loạt định kiến và giả định khoa học vốn được mặc định từ trước đến nay.
Song song với các triển vọng nghiên cứu, những rủi ro đạo đức sinh học cũng ngay lập tức bùng nổ. Vào năm ngoái, chính Pașca đã phải triệu tập một hội đồng các chuyên gia đạo đức học nhằm mổ xẻ những hệ lụy nhạy cảm do công nghệ organoid thần kinh đem lại.
Trọng tâm của cuộc tranh luận hướng vào một câu hỏi nhức nhối: liệu những động vật mang trong mình mô não người có thể sản sinh ra một dạng ý thức con người nào đó hay không? Không những vậy, các chuyên gia còn bày tỏ sự quan ngại sâu sắc về nguy cơ hình thành các cơ sở điều trị bằng organoid chui, lợi dụng công nghệ chưa được kiểm chứng đầy đủ để trục lợi từ những bệnh nhân mắc bệnh hiểm nghèo.
Ở thời điểm hiện tại, Pașca khẳng định loài gặm nhấm chưa thể đạt được bất kỳ mức độ nhận thức nào tiệm cận với con người, phần vì kích thước não chuột quá khiêm tốn, phần vì khoảng cách tiến hóa giữa hai loài là quá lớn.
Tuy nhiên, cũng chính vì ranh giới mong manh này, ông lên tiếng cảnh báo gay gắt việc nhân rộng thí nghiệm sang các sinh vật bậc cao. Nếu can thiệp trên những loài có mối liên hệ tiến hóa gần gũi với con người, một lượng lớn tế bào não người có thể hình thành tổ chức hoạt động hoàn chỉnh, làm mờ nhạt lằn ranh nhận thức giữa con người và thế giới động vật.
Chuyên gia của Stanford đặc biệt nhấn mạnh sự nguy hiểm nếu có ai đó cấy ghép organoid não người vào những cá thể khỉ đã bị can thiệp di truyền để bóc tách vỏ não.
Khép lại vấn đề, Pașca khẳng định đây là một lằn ranh đỏ tuyệt đối không bao giờ được phép bước qua đối với các loài linh trưởng. Ở giai đoạn hiện tại, việc triển khai những thử nghiệm tương tự trên linh trưởng là hoàn toàn không có bất kỳ lý do chính đáng nào để biện minh.
