What are mini brains? - Madeline Lancaster

Translator: Quynh Nguyen Reviewer: Hoang Huynh

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

Khối tế bào có kích cỡ bằng cục tẩy này được gọi là bộ não mini.

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

Nó là tập hợp các nơ-ron thần kinh và mô não khác nuôi trong phòng thí nghiệm

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

mà các nhà khoa học dùng để nghiên cứu về bộ não con người.

And it can be grown from a sample of your skin cells.

Và nó có thể được nuôi cấy từ một mẫu tế bào da của bạn.

Why would we need such a thing?

Vì sao cần phải làm như thế?

Neuroscientists face a challenge:

Các nhà thần kinh học đang gặp một thử thách:

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

nằm trong bởi hộp sọ dày và qua nhiều lớp mô bảo vệ,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

việc quan sát bộ não người, vì thế, rất khó khăn.

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

Qua nhiều thế kỉ, các nhà khoa học đã thử nghiên cứu não qua khám nghiệm tử thi,

animal models,

mô hình động vật, và những năm gần đây, các kỹ thuật ảnh hóa.

and, in recent years, imaging techniques.

Các phương pháp này giúp ta biết được rất nhiều

We’ve learned a lot through all these methods,

but they have limitations.

nhưng đều có hạn chế.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Những tình trạng bệnh như Alzheimer hay tâm thần phân liệt,

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

và ảnh hưởng của những bệnh như Zika lên não bộ

continue to hide beyond our view, and our understanding.

vẫn nằm ngoài tầm hiểu biết của ta.

Enter brain organoids, which function like human brains

Bộ não mini hoạt động như bộ não thật của người

nhưng không thuộc một thực thể sống nào cả.

but aren’t part of an organism.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Mỗi bộ não mini được hình thành từ một tế bào gốc không chuyên dụng,

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

có thể phát triển thành mô bất kì trong cơ thể, từ xương tới não.

from bone to brain.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Các nhà khoa học có thể tạo ra tế bào gốc không chuyên dụng từ tế bào da.

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

Nghĩa là họ có thể lấy mẫu da từ một người ở thể trạng cụ thể

and generate brain organoids from that person.

và tạo ra những bộ não mini.

The hardest part of growing a brain organoid,

Khó khăn lớn nhất khi nuôi cấy một bộ não mini

which stumped scientists for years,

khiến các nhà khoa học đau đầu suốt nhiều năm,

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

là tạo ra hỗn hợp đường, đạm, vitamin, và chất khoáng hoàn hảo

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

giúp tế bào gốc hình thành tính đồng nhất về mặt thần kinh.

That was only discovered recently, in 2013.

Việc đó mới chỉ được khám phá ra, gần đây, vào năm 2013.

The rest of the process is surprisingly easy.

Phần còn lại của quá trình thì cực kì đơn giản.

A neural stem cell essentially grows itself,

Một tế bào thần kinh gốc về cơ bản sẽ tự lớn lên,

similar to how a seed grows into a plant,

giống với cách hạt giống lớn lên thành cây,

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

tất cả những gì nó cần là những yếu tố như đất, nước và ánh sáng cho não.

A special gel to simulate embryonic tissue,

Một loại gel đặc biệt để kích thích tế bào phôi,

a warm incubator set at body temperature,

một máy ấp ấm ở nhiệt độ cơ thể người,

and a bit of motion to mimic blood flow.

và một ít chuyển động như dòng chảy của máu.

The stem cell grows into a very small version

Tế bào gốc lớn lên thành một phiên bản rất nhỏ

of an early-developing human brain,

của bộ não người mới đang phát triển,

complete with neurons that can connect to one another

hoàn thiện với các nơ-ron được kết nối với nhau

and make simplified neural networks.

và tạo nên một mạng lưới thần kinh đơn giản.

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

Khi bộ não mini phát triển, nó tuân theo các bước phát triển của phôi não.

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

Bằng cách quan sát quá trình này, ta biết được cách nơ-ron hình thành

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

và bằng cách nào chúng có thể xuất hiện nhiều như vậy trong vỏ não,

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

phần não nào điều khiển khả năng nhận thức như suy nghĩ logic hay phản biện,

than other species.

phát triển hơn các loài động vật khác.

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

Việc nuôi cấy não trong phòng thí nghiệm, kể cả loại rất nhỏ,

raises ethical questions, like:

vẫn làm dấy lên các câu hỏi về đạo đức như:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

Liệu chúng có thể tự suy nghĩ, hay phát triển ý thức?

And the answer is no, for several reasons.

Câu trả lời là không, vì một số lý do.

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

Bộ não mini có các loại mô tương tự với bộ não thật,

but isn’t organized the same way.

nhưng chúng có cách sắp xếp khác nhau.

The organoid is similar to an airplane

Bộ não mini giống như một cái máy bay

that’s been taken apart and reassembled at random;

bị tháo ra rồi lắp lại ngẫu nhiên.

you could still study the wings, the engine, and other parts,

Bạn vẫn có thể nghiên cứu cánh, động cơ và các bộ phận khác,

but the plane could never fly.

nhưng nó chẳng bao giờ có thể cất cánh.

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

Tương tự, bộ não mini cho phép chúng ta nghiên cứu các loại mô não khác nhau,

but can’t think.

nhưng nó không thể suy nghĩ.

And even if mini brains were organized like a real brain,

Và dù nếu được sắp xếp như một bộ não thật,

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

nó vẫn không thể có lý trí hay phát triển nhận thức.

A big part of what makes our brains so smart is their size,

Yếu tố quan trọng giúp bộ não của ta thông minh đến vậy là nhờ kích thước

and mini brains have only about 100,000 neurons

và bộ não mini chỉ có khoảng 100 nơ-ron thần kinh

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

trong khi não thật có đến 86 tỉ nơ-ron.

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

Khả năng nuôi cấy được bộ não lớn hơn ở tương lai gần là khá thấp.

Without blood vessels to feed them,

Nếu không có mạch máu để nuôi sống,

their size is limited to one centimeter at most.

kích thước của chúng bị giới hạn không quá 1cm.

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

Cuối cùng, bộ não mini không thể tương tác với thế giới bên ngoài.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Chúng ta học bằng cách tương tác với bên ngoài:

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

nhận thông tin từ mắt, tai và các giác quan khác, rồi phản ứng lại.

Mạng lưới thần kinh phức tạp điều khiển suy nghĩ và hành động có ý thức

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

develop from this feedback loop.

đã phát triển nên vòng lặp phản xạ này.

Without it, the organoids can never form a functional network.

Nếu thiếu nó, bộ não mini không thể hình thành mạng lưới hoạt động.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Không có gì có thể thật sự giống với não người,

but mini brains are an unprecedented tool

nhưng bộ não mini là một công cụ chưa từng có

for studying everything from development to disease.

để nghiên cứu mọi thứ từ quá trình phát triển đến các loại bệnh.

With luck, these humble organoids can help us discover

Nếu may mắn, chúng có thể giúp ta phát hiện ra

what makes the human brain unique,

điều gì làm cho bộ não của chúng ta độc nhất,

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

và có thể sẽ giúp ta trả lời câu hỏi muôn thuở:

what makes us human?

điều gì làm nên con người?