Còn nhớ thời cấp hai, tôi và mấy đứa bạn gần nhà bắt được một con chuồn chuồn to và chẳng may làm gãy đầu nó. Cái đầu dù đã lìa khỏi thân nhưng mồm vẫn cử động được. Thế là cả hội xảy ra tranh luận: phần đầu quan trọng hơn hay phần thân? Đa số cho rằng đầu quan trọng hơn vì nó điều khiển thân, nhưng vài đứa vẫn lý luận tim gan phổi phèo cũng quan trọng chả kém. Cuối cùng tôi quyết rằng: giả sử "chế tạo" một cái thân mới lắp vào cái đầu cũ thì đó sẽ là một con người cũ; còn chế tạo cái đầu mới lắp vào cái thân cũ thì nó là con người mới rồi. Vì thế mà đầu quan trọng hơn! Nghe cũng có lý phết! :-).
Tối hôm đó, cái ý tưởng "chế tạo bộ phận mới" cứ đeo đuổi tôi mãi. Đem ra hỏi bố, ông bảo "con người chứ có phải cái ô-tô đâu mà thay thế bộ phận". Ừ nhỉ. Nhưng mà tại sao không? Không có lý do gì cả ngoài việc cơ thể con người phức tạp hơn chiếc xe rất nhiều và khoa học chưa phát triển đến mức có thể làm được!
Ngày nay, con người đã có thể nối lại một bộ phận bị cắt rời, ghép bộ phận người này cho người kia, nhân bản vô tính thành công một số loài động vật, giải mã bộ gene người và thử nghiệm việc điều chỉnh gene cho các phôi thai có dị tật... Tuy giấc mơ cải lão hoàn đồng vẫn còn xa, nhưng những triển vọng mới về khoa học và công nghệ đang hé lộ khả năng hiện thực hóa giấc mơ này.
Vì sao chúng ta già đi?
Theo định luật thứ 2 của nhiệt động lực học thì entropy (sự bất ổn định) có xu hướng tăng trong một hệ kín. Sắt thép vứt xó sẽ gỉ. Cơm canh để lâu thì thiu mốc. Tuy nhiên, con người không phải hệ kín, chúng ta trao đổi năng lượng thường xuyên với môi trường bên ngoài, nên về lý thuyết, entropy không nhất thiết phải tăng, thậm chí có thể giảm.
Tuy vậy, trên thực tế, cơ thể con người chỉ phát triển cho đến tuổi trưởng thành. Sau đó bắt đầu già đi. Nhìn từ góc độ tiến hóa, con người sau khi đã trưởng thành và sinh con đẻ cái không còn mấy giá trị với sự duy trì của loài. Vì thế mà gene sống lâu không được tự nhiên chọn lọc. Loài cá hồi là một ví dụ thú vị: sau những tháng năm vùng vẫy và trưởng thành ở đại dương, nó bơi ngược hàng ngàn cây số về đầu nguồn con sông nơi nó đã sinh ra. Khi đến nơi, nó sinh sản rồi chết. Sứ mạng đã hoàn thành, tốt hơn là ra đi để giảm áp lực cạnh tranh nguồn thức ăn với lũ con cái.[1]
Mặc dù hiếm nhưng có một số loài sinh vật không già đi (dĩ nhiên chúng vẫn chết vì các nguyên nhân khác như dịch bệnh, tai nạn, hay kẻ thù). Có loài còn có khả năng "cải lão hoàn đồng" - trưởng thành rồi quay lại ấu trùng và cứ như vậy một số lần.[2] Điều này cho thấy quá trình lão hóa không phải là không có ngoại lệ.
Lão hóa là một quá trình phức tạp và xảy ra từ mức tế bào, đến các mô, rồi toàn bộ cơ thể. Vì thế, để ngăn chặn lão hóa cơ thể, ta cần hiểu và ngăn chặn được lão hóa từ mức tế bào.
Năm 1961, nhà giải phẫu người Mỹ Leonard Hayflick đã có một phát hiện quan trọng: các tế bào cơ thể chỉ phân chia được khoảng 50 lần là ngừng và bắt đầu già và dần chết đi. Giới hạn này được gọi là giới hạn Hayflick. Lý do là phần đầu mút bảo vệ nhiễm sắc thể của tế bào bị ngắn dần sau mỗi lần phân chia. Đến khi nó trở nên quá ngắn thì việc phân chia buộc phải dừng lại. Như vậy việc tế bào trở nên già là không tránh khỏi. Tuy nhiên, sau đó các nhà khoa học phát hiện ra một loại men gọi là telomerase có khả năng bổ sung các phần bị mất cho các đầu mút.[3] Men này có trong tế bào sinh sản (tinh trùng, trứng) và tế bào gốc, và chính là nguyên nhân giúp cho chúng có khả năng sinh sôi gần như bất tử.
Như vậy, về lý thuyết có thể ngăn chặn sự lão hóa của tế bào bằng cách cung cấp cho nó lượng men telomerase cần thiết. Tuy nhiên, cần chú ý rằng cũng chính men telomerace đã giúp các tế bào ung thư có khả năng sinh sôi liên tục. Nếu một tế bào đã hư tổn, việc giữ nó tiếp tục phân chia sẽ trở nên nguy hiểm vì có khả năng trở thành tế bào ung thư. Ngoài ra, một số loại tế bào như thần kinh hay cơ còn không bao giờ phân chia, nên không thể chống lão hóa cho chúng bằng men telomerace. Bởi thế, ứng dụng telomerace vào việc chống lão hóa vẫn chưa rõ ràng và cần nghiên cứu thêm.
Các hư tổn tích tụ ở tế bào cũng gây ra lão hóa. Các hư tổn này có thể gây ra bởi môi trường bên ngoài hoặc bởi chính các phản ứng sinh hóa trong cơ thể. Chẳng hạn, quá trình trao đổi chất sản sinh ra các chất gây ô-xy hóa (ROS), mà đặc biệt hay được nhắc đến là các gốc tự do (free radicals). Các gốc tự do này có một điện tử (electron) lẻ nên rất nhạy phản ứng, sẵn sàng "cướp" 1 điện tử ở xung quanh để thành cặp. Kết quả là các thành phần quan trọng của tế bào như DNA, protein, chất béo, enzyme, mạch máu bị hư tổn. Mặc dù cơ thể có khả năng chống chọi và sửa chữa nhưng không bù đắp được các hư hại. Quá trình lão hóa vì thế mà không tránh khỏi.
Hóc-môn là một vấn đề khác. Ở người có tuổi thì các hóc-môn quan trọng bị giảm sút. Hệ miễn dịch cũng kém đi. Nhìn tổng thể thì quá trình lão hóa diễn ra đồng bộ, và chúng ta chưa biết chắc cái nào là nguyên nhân gốc rễ, cái nào chỉ là hệ quả.[4]
Các giải pháp hiện tại
Một điều thú vị là người ta đã thử nghiệm trên nhiều loài động vật và phát hiện ra: nếu giảm 30% lượng calories tiêu thụ hàng ngày thì tuổi thọ tăng thêm 30%! Nguyên nhân có vẻ như là đói khát như vậy làm giảm sự trao đổi chất ở tế bào, vì thế mà ít chất có hại được sinh ra hơn. Có thể quá trình tiến hóa tự nhiên đã lựa chọn việc này để con người sống sót qua các trận đói khủng khiếp trong lịch sử. Tuy nhiên, cách ăn kiêng quá mức này khiến chúng ta dễ gặp các vấn đề do suy dinh dưỡng.
Có rất nhiều nghiên cứu tập trung vào việc làm sao "giả lập" được tác động của việc hạn chế calories nói trên mà không cần ăn kiêng kham khổ. Người ta phát hiện ra tác dụng của việc hạn chế calories có liên quan tới việc tăng hoạt động của một nhóm các protein gọi là sirtuin. Resveratrol, một chất có nhiều trong rượu vang đỏ, được cho là có thể kích hoạt các gene sinh ra các protein này, và vì thế có tác dụng tương tự việc hạn chế calories. Tuy nhiên, tác dụng của Resveratrol trên người cần được nghiên cứu thêm.
Các chất gây ô-xy hóa như gốc tự do được cho là gây tổn thương cho tế bào, vì vậy về lý thuyết thì việc uống các chất chống ô-xy hóa (antioxidant) sẽ có tác dụng. Các chất này sẽ hy sinh một điện tử cho gốc tự do và giúp trung hòa chúng. Hiện tại rất nhiều loại thuốc hoặc thực phẩm chức năng có chứa chất chống ô-xy hóa (Vitamin A, C, E, Selenium, Coenzyme Q10, Acai, v.v.) được bán rộng rãi. Tuy vậy, nhiều người đã phải kêu ca về cái gọi là "nghịch lý của chất chống ô-xy hóa", khi mà thực tế việc uống các chất này không đem lại hiệu quả như trên lý thuyết.
Bên cạnh đó là các loại hóc-môn (hóc-môn tăng trưởng, DHEA, Melatonin, v.v.), các loại thuốc bổ (vitamin tổng hợp, axit-amin, dầu cá, thảo dược, v.v. ), sản phẩm chăm sóc da (retinol, collagen, AHA, các loại kem, v.v.) cũng rất phổ biến.
Ngành công nghiệp chống lão hóa hiện tại có thị trường lên tới 291.9 tỉ USD.[5] Các công ty dược phẩm kiếm bộn tiền nên ra sức quảng cáo thuốc và thực phẩm chức năng của mình như những thần dược. Đáng tiếc là các loại dược phẩm này nói chung chưa được kiểm chứng khoa học đầy đủ và thống nhất là an toàn và có hiệu quả trên người. Một số loại có tác dụng đối với những người thiếu các chất đó, nhưng không ghi nhận được tác dụng ở người khỏe mạnh. Vấn đề không đơn giản là cái gì có ích về mặt lý thuyết thì uống vào là cơ thể sử dụng được. Các mỹ phẩm chăm sóc da cũng có tác dụng nhất định nhưng không đáng kể và lâu dài vì không xử lý được gốc rễ của vấn đề.
Dĩ nhiên bạn có thể dùng một vài loại nếu muốn và thử xem có tác dụng không. Tuy nhiên, hiện tại cách tốt nhất vẫn là nghe lời mẹ dặn: rèn luyện các thói quen tốt, ăn ngủ điều độ, ăn nhiều rau quả, tập luyện (gym, thể dục, yoga, v.v.), không hút thuốc, giữ tinh thần thoải mái, lạc quan.
Các công nghệ tiềm năng
Dù có những tranh cãi về vấn đề đạo đức và mức độ an toàn, công nghệ sinh học mở ra những tiềm năng to lớn.
Liệu pháp gene là kỹ thuật đưa DNA vào tế bào thay thế cho 1 gene bị lỗi. Liệu pháp này đã được sử dụng trên thực tế để chữa trị cho các phôi thai dị tật hoặc cứu những người bệnh nan y. Ngoài ra, kỹ thuật gene cũng có thể được áp dụng để cải tiến các gene không lỗi. Việc tinh chỉnh gene đã được thực hiện trong nông nghiệp (thực phẩm biến đổi gene) và y tế (bào chế insulin, hóc-môn) nhưng chưa được thực hiện trên con người. Tiềm năng của kỹ thuật này vô cùng lớn - vì hết thảy bệnh tật hay tính cách con người đều do gene quy định.
Kỹ thuật gene cũng đặt ra viễn cảnh về một ngả rẽ của lịch sử sinh vật khi người can dự vào quá trình tiến hóa. Thử hình dung các ông bố bà mẹ ngồi lựa chọn gene cho con mình: đứa này tóc vàng, mắt nâu, tính nghệ sỹ; đứa kia to khỏe, thông minh, yêu khoa học...
Liệu pháp tế bào gốc (còn gọi là tế bào mầm) là một kỹ thuật đáng nói khác. Tế bào gốc được sinh ra trong thời gian đầu của phôi. Chúng có khả năng phân đôi thành tế bào gốc khác, hoặc chuyên biệt hóa thành các tế bào não, tim, cơ, v.v. để hình thành nên cơ thể. Ở người trưởng thành vẫn còn các tế bào gốc. Chúng "nằm vùng" trong một số bộ phận cơ thể, và có thể được kích hoạt để thay thế các tế bào bị tổn thương. Tế bào gốc có tiềm năng to lớn. Với khả năng tái tạo mô, nó có thể dùng để trị các bệnh tim mạch, tiểu đường, não (Parkinson, Alzheimer) và nhiều bệnh khác.
Một tiềm năng khác của tế bào gốc là việc nuôi các mô hoặc thậm chí 1 bộ phận cơ thể trong phòng thí nghiệm dùng cho việc cấy ghép. Xa hơn nữa, việc nhân bản người là trong tầm tay. Còn nhớ chú cừu Dolly đã được nhân bản cách đây gần 20 năm?
Nhìn về tương lai
Phần tiếp theo còn kì dị hơn.
Năm 2002, Jens Naumann, một người mù không bẩm sinh, đã tìm thấy ánh sáng bằng "thị lực nhân tạo". Người ta cấy một thiết bị nhỏ có khả năng tạo ra cảm giác ánh sáng vào não của anh. Một camera gắn trên gọng kính truyền tín hiệu về thiết bị. Ngay sau khi được cấy ghép, anh đã nhìn được và có thể lái xe chậm rãi trong khu đỗ xe. Sau đó, Jens đã viết một cuốn sách về trải nghiệm này, và về sống bình thường ở trang trại của anh tại Canada.
Những thiết bị tương tự cũng đã cho phép người bại liệt dùng suy nghĩ của mình để điều khiển máy tính hay cánh tay robot. Nếu việc phải "cấy ghép" gì đó vào đầu làm bạn lo lắng thì có các thiết bị cho phép bạn đeo vào, đơn giản như đeo kính. Các thiết bị như vậy đã được thương mại hóa, chúng "đo sóng não" của bạn và điểu khiển các trò chơi điện tử, như đua xe chẳng hạn.[6]
Gần đây, thậm chí đã có những thành quả ban đầu của việc giao tiếp không lời - cái mà ta vẫn gọi là "thần giao cách cảm".[7] Máy sẽ phân tích các suy nghĩ trong não người này và truyền cho máy của người kia. Cứ thế này rồi đây làm sao ta có thể giấu được vợ cảm giác ham muốn khi có một cô gái sexy đi qua?
Công nghệ in 3D sinh học cũng đang có nhiều đột phá rất hứa hẹn. Chắc bạn cũng đã biết, in 3D là công nghệ cho phép chúng ta "in" ra những đồ dùng hàng ngày, như chén đĩa, đồ chơi, bánh pizza, hay vỏ bọc iPhone. Nhưng ở đây tôi muốn nói đến việc in ra các cơ quan cơ thể người từ các vật liệu sinh học. Hiện tại đã in được các phần đơn giản như da, mạch máu, bàng quang, và có lý do để tin rằng ngày in được tim, thận, gan, não để cấy ghép vào con người không còn xa.
Hãy đi xa hơn một chút nữa. Những phần sau đây nghe giống khoa học viễn tưởng, nhưng nếu bạn đọc các phần trước của loạt bài này thì sẽ thấy tại sao chúng có cơ sở.
Ở phần 4, tôi đã viết về khả năng mô phỏng trọn vẹn não người bằng máy tính. Từ đó, con người có thể sao chép nguyên trạng não mình sang máy. Khi đó, theo lý thuyết, máy sẽ hoàn toàn giống bạn về trí thông minh, kiến thức, và cả ý thức, tâm hồn. Nói cách khác, phần "hồn" của bạn không còn phụ thuộc vào "xác" và nó bất tử. Có thể dùng nó như một bản sao dự phòng và cho sống trong thế giới ảo, có thể ghép nó vào thân hình robot, hoặc thậm chí có thể sao chép sang một cơ thể người khác!
Nếu có nhiều phiên bản của bạn - sinh học hoặc máy móc - cùng tồn tại thì ai sẽ là chính bạn? Tất cả hay không ai cả? Ai có quyền với tài sản và gia đình bạn, có quyền ngủ với vợ bạn? Có lẽ đây sẽ là tranh luận chính trị gay gắt ở nửa cuối thế kỉ 21.Calvin Mercer và Derek F. Maher
Một công nghệ khác có tiềm năng thay đổi căn bản thế giới con người là công nghệ nano. Tôi muốn giải thích một chút: công nghệ nano là công nghệ xử lý vật chất ở kích thước siêu nhỏ, thậm chí mức độ phân tử và nguyên tử. Sở dĩ việc này là khó vì nó tương tự như việc một người khổng lồ đầu chạm mặt trăng ngồi sắp xếp những hạt cát! Vì sao công nghệ này quan trọng? Bạn thử nghĩ mà xem, theo những gì chúng ta được biết thì toàn bộ thế giới vật chất này đều cấu tạo từ các nguyên tử cả. Nếu chúng ta có thể sắp đặt được chúng thì còn có gì mà không làm được? Khác gì chúng ta có những viên gạch và có thể xây, sửa bất cứ ngôi nhà nào mà chúng ta muốn!
Để tạo ra vật chất từ các phân tử, ta cần một bộ tổng hợp (assembler) và một bản thiết kế của vật chất cần tổng hợp. Điều này cũng tương tự như ri-bô-xôm trong tế bào tổng hợp ra protein từ các axit amin bằng cách đọc "bản thiết kế" là bộ gene. Về lý thuyết, không chỉ tạo ra vật liệu như vàng bạc hay thịt cá nhân tạo, công nghệ nano có thể tạo ra một bộ phận cơ thể hoặc thậm chí cả con người giống nhau đến từng phân tử. Hoặc có thể sắp xếp lại để một người già thành một người trẻ - họ chỉ khác nhau ở các phân tử thôi mà.
Dĩ nhiên những điều trên hãy còn xa, nhưng có những tiến bộ nhất định chúng ta đã đạt được. Công nghệ nano đang được nghiên cứu trong rất nhiều lĩnh vực, từ làm sạch không khí và nước, sản suất pin, cho đến vật liệu mới, v.v., và bước đầu đã có những ứng dụng. Riêng trong lĩnh vực y học, người ta đã sử dụng các hạt siêu nhỏ di chuyển trong mạch máu để vận chuyển thuốc hoặc tiếp cận và xử lý các tế bào ung thư. Chẳng hạn các hạt vàng được gắn vào kháng thể để tiếp cận tế bào ung thư. Tại đây, người ta chiếu hồng ngoại để vàng sinh nhiệt và tiêu diệt chúng.[8]
Khi các hạt siêu nhỏ này phức tạp hơn, thậm chí có thể chứa vi xử lý và phần mềm, người ta bắt đầu gọi chúng là nano robot. Đội tiểu robot này được kì vọng sẽ "bơi" trong mạch máu người, tiếp cận và tiêu diệt tế bào ung thư, tái tạo các tế bào bị tổn thương ở mọi ngóc ngách trong cơ thể. Nếu làm được điều này, việc chặn đứng quá trình lão hóa là trong tầm tay!
Cho dù nano robot vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu, nhưng đang có cuộc chạy đua giữa các ông lớn, và rất nhiều bằng sáng chế được đăng kí liên tục. Hàng tỉ đô la đang được đổ vào công nghệ này, và chắc chắn sẽ có nhiều điều được viết về nó trong thời gian tới.
Vậy còn trí tuệ nhân tạo thì sao. Ở các bài trước, tôi đã nói vì sao trí tuệ nhân tạo siêu việt hơn hẳn con người có thể sẽ được tạo ra trong thế kỉ 21 này. Nếu chúng ta kiểm soát được, trí tuệ nhân tạo sẽ không những giúp nhanh chóng đạt tới các công nghệ nói ở trên mà còn tìm ra các công nghệ tiên tiến hơn nữa. Tương lai con người sẽ thay đổi hoàn toàn.
Có bao giờ bạn nghĩ trong tương lai chúng ta sẽ nhìn lại con người "thuần sinh học" bây giờ và thấy sao mà hồi đó con người "nguyên thủy" đến thế?
Vấn đề đạo đức
Các công nghệ mà chúng ta đã xem xét, ngay cả khi chưa thành hiện thực, cũng đã làm dấy lên rất nhiều tranh cãi về đạo đức, pháp lý, chính trị, triết học, và cả tôn giáo.
Nói gì thì nói, sự tăng trưởng bùng nổ đang dẫn chúng ta tiến dần đến một bước ngoặt. Hoặc bị hủy diệt do vấn đề môi trường hoặc do chính những công nghệ mà mình tạo ra. Hoặc là rẽ nhánh theo một hướng khác - hướng mà con người hoặc máy móc do con người tạo ra sẽ can dự và quyết định quá trình tiến hóa của chính mình. Điều này là không tránh khỏi, chỉ là sớm hay muộn, và các giá trị của con người buộc phải thay đổi để thích nghi. Chúng ta đang sống ở một giai đoạn thú vị của lịch sử - hãy chờ xem.
Chia sẻ
