Tổng quan luận án

Bệnh tâm thần phân liệt (tên tiếng Anh: Schizophrenia) là một bệnh lý loạn thần nặng, tiến triển mạn tính, làm biến đổi nhân cách người bệnh khiến họ dần tách rời thế giới thực tại, thu hẹp vào thế giới nội tâm tự kỷ, cảm xúc cùn mòn, suy giảm khả năng làm việc và xuất hiện nhiều hành vi lập dị. Cho đến nay, cơ chế bệnh sinh của bệnh tâm thần phân liệt vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ dù đã có nhiều giả thuyết được đề xuất như rối loạn các chất dẫn truyền thần kinh (dopamin, glutamat), tổn thương bất thường cấu trúc não bộ, biến đổi di truyền hoặc các yếu tố nguy cơ trong giai đoạn mang thai và chu sinh. Chính sự chưa rõ ràng về cơ chế sinh học bệnh học này đã khiến công tác chẩn đoán, điều trị và chăm sóc người bệnh gặp nhiều rào cản.

Tại Việt Nam, số liệu thống kê của ngành tâm thần học năm 2002 ghi nhận tỷ lệ mắc bệnh tâm thần phân liệt chiếm khoảng 0,47% dân số, phần lớn khởi phát trong độ tuổi 15–35 và chiếm trên 50% tổng số bệnh nhân mắc các bệnh lý tâm thần. Tuy nhiên, các công trình trong nước chủ yếu tập trung vào khía cạnh dịch tễ học và đặc điểm lâm sàng. Hướng nghiên cứu về cơ chế bệnh sinh, xây dựng mô hình bệnh lý thực nghiệm trên động vật nhằm đánh giá hiệu lực của các thuốc chống loạn thần cũng như sàng lọc các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học hầu như còn đang bỏ ngỏ. Từ thực tiễn học thuật đó, luận án tiến sĩ sinh lý học của nghiên cứu sinh Lưu Thị Thu Phương với đề tài "Nghiên cứu hành vi xã hội, trí nhớ, học tập trên động vật thực nghiệm được tiêm ketamin và đánh giá tác dụng của một số thuốc chống loạn thần" được thực hiện nhằm giải quyết 2 mục tiêu cụ thể:

  1. Đánh giá ảnh hưởng của ketamin đến hoạt động vận động, tương tác xã hội, trí nhớ và học tập của chuột nhắt chủng Swiss để xác định liều thích hợp gây mô hình tâm thần phân liệt thực nghiệm.
  2. Đánh giá tác dụng của một số thuốc chống loạn thần điển hình và không điển hình đến hành vi xã hội, trí nhớ và học tập của chuột đã được gây mô hình tâm thần phân liệt.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: 290 cá thể chuột nhắt trắng chủng Swiss, toàn bộ là giống đực, khỏe mạnh, ở độ tuổi 7–10 tuần tuổi, do Ban Chăn nuôi thuộc Học viện Quân Y cung cấp. Toàn bộ động vật được nuôi dưỡng, chăm sóc trong điều kiện tiêu chuẩn đồng nhất tại phòng thí nghiệm (nhiệt độ thoáng mát, cung cấp đầy đủ thức ăn nước uống, duy trì chu kỳ chiếu sáng 12 giờ sáng/12 giờ tối).
  • Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại Bộ môn Sinh lý học - Học viện Quân Y phối hợp với Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), hoàn thành và bảo vệ luận án vào năm 2016.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử nghiên cứu bệnh tâm thần phân liệt gắn liền với quá trình nhận diện và chuẩn hóa các hội chứng bệnh lý tâm thần. Từ thế kỷ XVIII, y văn thế giới bắt đầu mô tả căn bệnh này với tên gọi ban đầu là "sự mất trí tiên phát" (primary dementia). Đến năm 1882, nhà tâm thần học Kandinsky định danh "bệnh tâm thần tư duy" (ideophrenia) với các biểu hiện tương đồng với bệnh cảnh hiện đại. Năm 1911, Eugen Bleuler đưa ra thuật ngữ "tâm thần phân liệt" để mô tả sự chia cắt trong hoạt động tâm thần, phân loại bốn rối loạn cốt lõi (4 chữ A kinh điển): rối loạn liên tưởng (association disorder), rối loạn cảm xúc (affect disorder), tự kỷ (autism) và tính hai chiều trái ngược (ambivalence). Đến năm 1939, Schneider bổ sung hệ thống 11 triệu chứng then chốt, đặt nền móng cho các bảng phân loại chẩn đoán sau này của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Hội Tâm thần học Hoa Kỳ (APA).

Về cơ chế bệnh sinh, y văn ghi nhận các hướng tiếp cận lý thuyết và mô hình thực nghiệm chính:

  • Giả thuyết rối loạn dopamin (DA): Khởi nguồn từ năm 1966 khi các nhà khoa học nhận thấy các thuốc chống loạn thần đều có tác dụng đối vận trên thụ thể DA, còn các chất kích thích tâm thần (psychostimulant) lại hoạt hóa các thụ thể này. Nghiên cứu của Burt và cộng sự chỉ ra việc dùng thuốc an thần kinh trường diễn làm tăng thụ thể D2 ở thể vân trên mô tử thi. Gurevich và cộng sự ghi nhận sự gia tăng thụ thể D3 ở bụng thể vân của bệnh nhân tâm thần phân liệt không qua điều trị. Abi-Dargham tổng kết mô hình mất cân bằng dopaminergic giữa vùng vỏ não trước trán (giảm thụ thể D1, gây triệu chứng âm tính và suy giảm nhận thức) và vùng dưới vỏ (tăng kích thích thụ thể D2 vùng viền, gây triệu chứng dương tính). Về mô hình thực nghiệm, Featherstone và cộng sự đã sử dụng amphetamin kích thích giải phóng dopamin để tạo ra các biến đổi vận động lặp lại và suy giảm trí nhớ ở động vật.
  • Giả thuyết suy giảm chức năng hệ glutamatergic: Tập trung vào vai trò của thụ thể ionotropic N-methyl-D-aspartate (NMDA), cấu tạo từ các tiểu đơn vị NR1 và NR2. Thụ thể này được kích hoạt khi có sự gắn kết đồng thời của glutamat và glycin, loại bỏ ion magie ($Mg^{2+}$) khỏi kênh cation để cho dòng $Ca^{2+}$ và $Na^+$ đi vào. Các nghiên cứu chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) cũng như nghiên cứu giải phẫu tử thi của các tác giả cho thấy có sự suy giảm mật độ núm nhánh (dendritic spine) và sợi nhánh của tế bào tháp ở vỏ não trán trước và thùy thái dương. Calvin Stevens đã tổng hợp ketamin vào năm 1962 làm thuốc gây mê với cơ chế phong bế lòng kênh thụ thể NMDA (không cạnh tranh). Mao và cộng sự sử dụng phencyclidin (PCP) gây suy giảm tương tác xã hội trên khỉ; Abdul-Monim và cộng sự dùng PCP (2 mg/kg, 2 lần/ngày trong 7 ngày) trên chuột cống gây suy giảm trí nhớ và được cải thiện bằng olanzapin, clozapin; Sams-Dodd ghi nhận PCP gây hành vi lặp lại và suy giảm tương tác xã hội; Becker và cộng sự nghiên cứu ketamin bán trường diễn gây giảm tương tác xã hội; Verma và cộng sự dùng ketamin liều dưới gây mê gây suy giảm trí nhớ hiện động.
  • Giả thuyết tổn thương thần kinh trung ương và di truyền: Moore và cộng sự gây nhiễm độc tử cung bằng methylazoxymethanol acetate phá hủy tế bào thần kinh non; Black và cộng sự dùng L-nitroarginine gây giảm ức chế tiền xung phản xạ giật mình (PPI); Lipska và cộng sự, Uehara và cộng sự thực hiện các mô hình gây tổn thương độc tính vùng bụng hồi hải mã, đồi não và vỏ não trán trước. Về di truyền, các công trình tập trung vào các gen cảm nhiễm: Neuregulin 1, COMT (nghiên cứu chuyển gen của Papaleo và cộng sự), DISC1 (nghiên cứu của Koike và cộng sự, Li và cộng sự) và vi mất đoạn 22q11 (nghiên cứu của Stark và cộng sự).
  • Giả thuyết nguyên nhân chu sinh: Kesby và cộng sự, Palmer và cộng sự nghiên cứu mô hình suy dinh dưỡng, thiếu hụt protein hoặc vitamin D; Shi và cộng sự đánh giá mô hình chuột mẹ nhiễm virus cúm dẫn đến bất thường cấu trúc vỏ não mới và giảm tương tác xã hội ở chuột con.
  • Phương pháp đánh giá hành vi: Arguello và Lipska xác lập mối tương đồng giữa hành vi động vật và triệu chứng lâm sàng; Crawley chuẩn hóa bài tập tương tác xã hội; Richard Morris (1984) và Vorhees cùng cộng sự hoàn thiện bài tập mê lộ nước Morris; nguyên lý phản xạ có điều kiện của Pavlov được ứng dụng trong mê lộ tìm thức ăn.
  • Nghiên cứu bệnh tâm thần phân liệt tại Việt Nam: Các tác giả trong nước như Nguyễn Viết Thiêm và cộng sự nghiên cứu chăm sóc sức khỏe tâm thần tại cộng đồng; Tô Xuân Lân và cộng sự nghiên cứu thể di chứng; Nguyễn Văn Nhận và Nguyễn Văn Tuấn khảo sát biến đổi trí nhớ và ảo giác lâm sàng.

Khoảng trống nghiên cứu: Trước thời điểm luận án thực hiện, tại Việt Nam chưa có công trình nào xây dựng hoàn chỉnh và chuẩn hóa mô hình bệnh tâm thần phân liệt thực nghiệm trên động vật gặm nhấm bằng chất đối vận thụ thể NMDA (ketamin), cũng như chưa có hệ thống thiết bị đo lường tự động đồng bộ để đánh giá đầy đủ cả 3 khía cạnh hành vi: vận động tự phát (mô phỏng triệu chứng dương tính), tương tác xã hội (mô phỏng triệu chứng âm tính) và trí nhớ không gian/học tập (mô phỏng suy giảm nhận thức). Luận án của Lưu Thị Thu Phương được thiết kế nhằm lấp đầy khoảng trống thực nghiệm này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết suy giảm chức năng thụ thể NMDA của hệ glutamatergic. Theo cơ chế này, ketamin đóng vai trò là chất đối vận không cạnh tranh gắn vào lòng kênh ion của thụ thể NMDA, gây ức chế hoạt tính của các interneuron GABAergic ức chế, dẫn đến mất ức chế các đường dẫn truyền dopaminergic dưới vỏ (gây tăng phóng thích dopamin, tương ứng triệu chứng dương tính) và đồng thời làm suy giảm chức năng tế bào tháp ở vỏ não trán trước và hồi hải mã (gây triệu chứng âm tính và suy thoái nhận thức).

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm tiến cứu, can thiệp bằng thuốc và đối chứng song song trên động vật. Toàn bộ quy trình thử nghiệm được tiến hành trong buồng thực nghiệm kích thước $150 \times 150 \times 150\text{ cm}$ quây vải đen cách ly ánh sáng và tiếng ồn bên ngoài.

Các phương tiện, thiết bị và phần mềm đo lường hành vi bao gồm:

  • Thiết bị môi trường mở: Hộp gỗ đáy vuông sơn đen kích thước $40 \times 40\text{ cm}$, thành cao $60\text{ cm}$, bốn mặt lắp kính trong, đáy chia đường giữa.
  • Thiết bị đánh giá hành vi tương tác xã hội: Buồng lớn bằng gỗ lắp kính kích thước $40 \times 40 \times 60\text{ cm}$; buồng nhỏ bằng mica kích thước $12 \times 12 \times 15\text{ cm}$ có nan hợp kim không gỉ đặt bên trong; vùng tương tác được quy ước là khoảng không gian bao quanh buồng nhỏ có độ rộng $2,0\text{ cm}$.
  • Mê lộ nước Morris: Chậu tôn hình tròn đường kính $100\text{ cm}$, thành cao $30\text{ cm}$, sơn đen toàn bộ mặt trong, mức nước ngập $18–20\text{ cm}$, nhiệt độ nước duy trì $25–27^\circ\text{C}$. Bến đỗ bằng nhựa trong suốt đặt chìm cách mặt nước $0,5\text{ cm}$ tại trung tâm một góc phần tư. Buồng thử nghiệm treo các tấm bảng trắng làm mốc định hướng không gian.
  • Mê lộ tìm thức ăn: Hộp chữ nhật kích thước $120 \times 80 \times 10\text{ cm}$, làm bằng gỗ sơn đen, cấu tạo các vách ngăn zíc zắc tạo đường đi và các ngõ cụt có cửa đóng mở.
  • Hệ thống thu thập và xử lý hành vi tự động: Hệ thống Any-maze (Stoelting, Hoa Kỳ) gồm máy thu hình độ phân giải cao gắn trần, card thu nhận dữ liệu và phần mềm máy tính phân tích tọa độ đường đi tự động.

Hóa chất và dược chất sử dụng:

  • Ketamin hydrochlorid dạng dung dịch tiêm $50\text{ mg/ml}$ (hãng Rotexmedica, Đức).
  • Dung dịch tiêm truyền natri clorid 0,9% (Euro-Med, Philippines).
  • Olanzapin dạng viên nén $5,0\text{ mg}$ (Sun Pharmaceutical Industries Ltd., Ấn Độ).
  • Risperidon dạng viên nén $2,0\text{ mg}$ (Synmedic Laboratories, Ấn Độ).
  • Haloperidol dạng viên nén $1,5\text{ mg}$ (Danapha Pharmaceutical Jsc, Việt Nam).

Thiết kế thực nghiệm gồm 2 nội dung chính:

  • Nội dung 1: Đánh giá ảnh hưởng trường diễn của ketamin theo dải liều để xác định liều gây mô hình. Chuột được chia ngẫu nhiên thành 7 nhóm (mỗi nhóm tiêm phúc mạc 1 lần/ngày vào buổi sáng liên tục trong 14 ngày, thể tích tiêm $0,01\text{ ml/g}$ thể trọng):

    • Nhóm Ket 10: tiêm ketamin $10\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm Ket 15: tiêm ketamin $15\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm Ket 20: tiêm ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm Ket 25: tiêm ketamin $25\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm Ket 30: tiêm ketamin $30\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm Ket 35: tiêm ketamin $35\text{ mg/kg/ngày}$.
    • Nhóm đối chứng (ĐC): tiêm dung dịch NaCl 0,9% tương ứng. Chuột được kiểm định hành vi trước khi tiêm (môi trường mở và tương tác xã hội trong 3 ngày, mê lộ nước 1 ngày) và sau mũi tiêm cuối cùng 24 giờ (môi trường mở, tương tác xã hội trong 1 ngày, mê lộ nước trong 7 ngày).

  • Nội dung 2: Đánh giá tác dụng can thiệp của các thuốc chống loạn thần. Chuột được chia thành 5 nhóm:

    • Nhóm Ket/Olan: gây mô hình bằng tiêm ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày, sau đó điều trị bằng olanzapin uống liều $4,0\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày.
    • Nhóm Ket/Ris: tiêm ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày, sau đó điều trị bằng risperidon uống liều $1,0\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày.
    • Nhóm Ket/Hal: tiêm ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày, sau đó điều trị bằng haloperidol uống liều $2,0\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày.
    • Nhóm Ket/$\text{H}_2\text{O}$ (đối chứng mô hình): tiêm ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày, sau đó uống nước cất trong 14 ngày.
    • Nhóm $\text{NaCl/H}_2\text{O}$ (đối chứng sinh học): tiêm NaCl 0,9% trong 14 ngày, sau đó uống nước cất trong 14 ngày. Đánh giá hành vi qua 3 thời điểm kiểm định: Kiểm định 1 (trước tiêm), Kiểm định 2 (sau 14 ngày tiêm ketamin) và Kiểm định 3 (sau 14 ngày điều trị thuốc) với các bài tập môi trường mở, tương tác xã hội, mê lộ nước Morris và mê lộ tìm thức ăn (huấn luyện chuột nhịn đói 12–14 giờ trong 10 ngày, kiểm định mở cửa ngõ cụt 2 và 9 vào ngày 11).

Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2003 và SPSS bản 15.0. Dữ liệu được kiểm tra phân phối chuẩn bằng hàm Shapiro-Wilk. Phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA) dùng để so sánh giá trị trung bình giữa các nhóm tại cùng một thời điểm; phân tích phương sai hai nhân tố lặp lại (Two-way repeated measures ANOVA) dùng để so sánh giữa các nhóm qua nhiều thời điểm. Kiểm định sau ANOVA (post-hoc) sử dụng thuật toán Tukey hoặc Games-Howell. Kiểm định Chi-square dùng để so sánh tỷ lệ phần trăm; kiểm định paired t-test dùng để so sánh hai mẫu phụ thuộc.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương này tổng thuật toàn diện cơ sở lý luận từ 124 tài liệu tham khảo trong nước và quốc tế. Tác giả trình bày chi tiết định nghĩa, lịch sử nhận thức bệnh tâm thần phân liệt từ thế kỷ XVIII đến các tiêu chuẩn chẩn đoán hiện đại của WHO và APA. Phần bệnh sinh phân tích sâu 5 giả thuyết kinh điển: giả thuyết dopamin (cơ chế thụ thể D1-D5, mất cân bằng hoạt động vỏ não - dưới vỏ và vai trò kiểm soát của nhân cầu nhạt bụng), giả thuyết glutamat (cấu trúc phức hợp thụ thể NMDA, AMPA, kainate, mGluR và cơ chế tác động của các chất chẹn kênh như PCP, ketamin, MK-801), giả thuyết biến đổi cấu trúc não (teo thùy trán trước, thùy thái dương, giãn não thất), giả thuyết di truyền (các đột biến liên quan đến Neuregulin 1, COMT, DISC1, mất đoạn nhiễm sắc thể 22q11) và giả thuyết căn nguyên dịch tễ (nhiễm virus cúm khi mang thai, biến chứng sản khoa, suy dinh dưỡng chu sinh).

Chương 1 cũng phân tích ưu nhược điểm của các nhóm mô hình động vật thực nghiệm (mô hình dùng thuốc, mô hình tổn thương thực thể giai đoạn sơ sinh, mô hình chuyển gen và mô hình căn nguyên dịch tễ). Đồng thời, tác giả mô tả chi tiết phương pháp học đánh giá hành vi động vật tương đương với triệu chứng bệnh ở người: bài tập môi trường mở (vận động tự phát), bài tập tương tác xã hội (Crawley), bài tập mê lộ nước Morris (Richard Morris) và bài tập mê lộ tìm thức ăn theo phản xạ có điều kiện (Pavlov). Phần cuối chương tổng quan đặc tính dược lý của thuốc chống loạn thần điển hình thế hệ 1 (Haloperidol - đối vận mạnh trên thụ thể D2) và thế hệ 2 không điển hình (Olanzapin, Risperidon - đối vận chọn lọc thụ thể 5-$HT_{2A}$ và D2), cùng thực trạng nghiên cứu bệnh tâm thần phân liệt tại Việt Nam.

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chuẩn hóa toàn bộ thiết kế thực nghiệm trên 290 chuột nhắt trắng chủng Swiss đực (7–10 tuần tuổi). Tác giả làm rõ cơ sở lựa chọn chủng chuột Swiss dựa trên tính phổ biến, hành vi xã hội phong phú và khả năng thích ứng với các thiết bị thử nghiệm không gian hẹp.

Chương này trình bày chi tiết kích thước, thông số vật lý của 4 hệ thống thử nghiệm: buồng thực nghiệm cách ly ($150 \times 150 \times 150\text{ cm}$), môi trường mở ($40 \times 40 \times 60\text{ cm}$), buồng tương tác xã hội (buồng lớn $40 \times 40 \times 60\text{ cm}$, lồng nhỏ $12 \times 12 \times 15\text{ cm}$, vùng tương tác $2,0\text{ cm}$), mê lộ nước Morris (đường kính $100\text{ cm}$, thành cao $30\text{ cm}$, nước sâu $18–20\text{ cm}$, nhiệt độ $25–27^\circ\text{C}$, bến đỗ chìm $0,5\text{ cm}$) và mê lộ tìm thức ăn ($120 \times 80 \times 10\text{ cm}$). Quy trình thu thập dữ liệu tự động bằng camera kỹ thuật số và phần mềm Any-maze được chuẩn hóa nghiêm ngặt, bao gồm thao tác khử mùi bằng cồn $70^\circ$ sau mỗi lượt thử. Quy trình can thiệp của 2 nội dung nghiên cứu (dải liều ketamin 10, 15, 20, 25, 30, $35\text{ mg/kg}$ và phác đồ điều trị bằng olanzapin $4,0\text{ mg/kg}$, risperidon $1,0\text{ mg/kg}$, haloperidol $2,0\text{ mg/kg}$) cùng quy trình đo lường các chỉ số hành vi, trí nhớ và các thuật toán thống kê (ANOVA một nhân tố, ANOVA hai nhân tố lặp lại, kiểm định phân phối chuẩn Shapiro-Wilk, Tukey, Games-Howell, Chi-square, paired t-test) được quy định chặt chẽ.

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

Chương 3 trình bày các kết quả định lượng, phân tích thống kê và bàn luận sinh học qua các giai đoạn thực nghiệm:

1. Kết quả kiểm tra tính đồng đều của động vật trước khi can thiệp ketamin: Số liệu đo lường hành vi vận động tự phát trong môi trường mở của 7 nhóm chuột qua 3 ngày liên tiếp trước tiêm cho thấy tính đồng nhất giữa các nhóm và phản ánh quá trình thích nghi sinh lý bình thường của động vật:

Chỉ số hành vi vận động Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3 So sánh giữa các nhóm So sánh giữa các ngày
Quãng đường vận động (m) $19,20 - 21,79$ $13,51 - 16,69$ $13,06 - 15,96$ $F(6,111) = 0,61$; $p > 0,05$ $F(2,208) = 66,93$; $p < 0,001$
Vận tốc trung bình (cm/s) Cao nhất ở ngày 1 Giảm so với ngày 1 Giảm so với ngày 1 $F(6,117) = 0,70$; $p > 0,05$ $F(1,9; 219,7) = 66,85$; $p < 0,001$
Số lần đi qua đường giữa (lần) $22,44 - 28,22$ $15,80 - 21,73$ $12,44 - 21,58$ $F(6,115) = 1,44$; $p > 0,05$ $F(2,230) = 44,22$; $p < 0,001$

Kết quả so sánh post-hoc xác nhận quãng đường, vận tốc và số lần qua đường giữa ở ngày 2 và ngày 3 đều giảm có ý nghĩa thống kê so với ngày 1 ($p < 0,001$), nhưng không có sự khác biệt giữa ngày 2 và ngày 3 ($p > 0,05$). Sự sụt giảm này phản ánh hiện tượng quen thuộc môi trường sống (habituation) bình thường ở chuột khỏe mạnh. Tương tự, các chỉ số tương tác xã hội (số lần và thời gian tương tác) cũng như khả năng bơi tìm bến đỗ trong mê lộ nước Morris trước tiêm đều không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm ($p > 0,05$).

2. Ảnh hưởng của ketamin theo dải liều và xác định liều gây mô hình: Sau 14 ngày tiêm ketamin liên tục, các mức liều khác nhau tạo ra các đáp ứng hành vi phân hóa:

  • Liều thấp ($10\text{ mg/kg}$ và $15\text{ mg/kg}$): Chưa tạo ra sự biến đổi rõ rệt và đồng bộ trên cả 3 phương diện hành vi.
  • Liều cao ($30\text{ mg/kg}$ và $35\text{ mg/kg}$): Làm chuột vận động mất định hướng, suy giảm thể trạng và xuất hiện các dấu hiệu nhiễm độc thần kinh thực nghiệm.
  • Liều $20\text{ mg/kg/ngày}$: Được xác định là mức liều tối ưu. Ở liều này, ketamin tạo ra đầy đủ và đồng thời 3 nhóm biến đổi hành vi tương ứng với các triệu chứng lâm sàng của bệnh tâm thần phân liệt:
    • Mô phỏng triệu chứng dương tính: Tăng rõ rệt hoạt động vận động tự phát trong môi trường mở (tăng quãng đường vận động, tăng vận tốc trung bình và tăng số lần đi qua đường giữa so với nhóm đối chứng).
    • Mô phỏng triệu chứng âm tính: Suy giảm nghiêm trọng hành vi tương tác xã hội với cá thể cùng loài (giảm cả số lần tiếp xúc và tổng thời gian tương tác trong vùng giao tiếp quanh lồng nhỏ).
    • Mô phỏng suy giảm nhận thức: Suy giảm trí nhớ không gian và khả năng học tập trong mê lộ nước Morris (thời gian bơi tìm thấy bến đỗ và quãng đường bơi kéo dài hơn đáng kể so với nhóm đối chứng qua 7 ngày huấn luyện).

3. Đánh giá tác dụng phục hồi của các thuốc chống loạn thần: Trên nhóm chuột đã được gây mô hình thành công bằng ketamin liều $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày, việc can thiệp bằng các thuốc chống loạn thần trong 14 ngày tiếp theo cho thấy sự khác biệt về mặt dược lý học:

  • Olanzapin ($4,0\text{ mg/kg/ngày}$) và Risperidon ($1,0\text{ mg/kg/ngày}$): Có hiệu quả điều trị toàn diện. Hai thuốc chống loạn thần không điển hình này không những kiểm soát tốt hiện tượng tăng hoạt động vận động tự phát (giảm quãng đường và vận tốc vận động về mức tương đương nhóm chứng sinh học), mà còn phục hồi rõ rệt hành vi tương tác xã hội (tăng số lần và thời gian giao tiếp với cá thể cùng loài), đồng thời cải thiện rõ rệt trí nhớ không gian trong mê lộ nước Morris (rút ngắn thời gian và quãng đường tìm bến đỗ, tăng thời gian lưu lại góc có bến đỗ trong ngày kiểm định thứ 8) và cải thiện khả năng học tập trong mê lộ tìm thức ăn (rút ngắn thời gian đến ô đích, giảm số lần cần hướng dẫn, nâng cao tỷ lệ mở cửa và giảm tỷ lệ mắc lỗi vào ngõ cụt ở ngày 11).
  • Haloperidol ($2,0\text{ mg/kg/ngày}$): Thuốc chống loạn thần điển hình này kiểm soát mạnh mẽ hiện tượng tăng vận động tự phát (giảm quãng đường và vận tốc trong môi trường mở), nhưng không cải thiện được sự suy giảm tương tác xã hội và hầu như không phục hồi được sự suy giảm trí nhớ không gian cũng như khả năng học tập của chuột trong mê lộ nước và mê lộ thức ăn.
  • Bàn luận cơ chế phân tử: Tác giả lập luận rằng ketamin gây ức chế thụ thể NMDA dẫn đến suy giảm kiểm soát GABA, làm tăng giải phóng dopamin dưới vỏ não (thể vân) gây tăng vận động, đồng thời làm giảm dopamin ở vỏ não trán trước và tổn thương tính mềm dẻo synap tại hồi hải mã gây suy giảm nhận thức và tương tác xã hội. Thuốc không điển hình (Olanzapin, Risperidon) nhờ phong bế đồng thời thụ thể serotonergic 5-$HT_{2A}$ và dopaminergic D2 nên tái lập được cân bằng dẫn truyền tại cả vỏ não và dưới vỏ, trong khi thuốc điển hình (Haloperidol) chỉ ức chế thụ thể D2 nên chỉ cải thiện được các triệu chứng thuộc nhóm dương tính.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã tự công bố các đóng góp mới về mặt học thuật và thực tiễn:

Về mặt lý luận:

  • Luận án cung cấp các bằng chứng thực nghiệm sinh lý học hành vi góp phần củng cố giả thuyết suy giảm chức năng hệ glutamatergic thông qua thụ thể NMDA trong cơ chế bệnh sinh bệnh tâm thần phân liệt.
  • Chứng minh và làm sáng tỏ mối quan hệ tương tác chức năng giữa ba hệ thống chất dẫn truyền thần kinh trung ương: glutamat, GABA và dopamin trong việc điều hòa các nhóm hành vi vận động tự phát, tương tác xã hội và chức năng nhận thức (trí nhớ, học tập).
  • Giải thích rõ cơ chế dược lý học hành vi tạo nên sự khác biệt giữa hai nhóm thuốc chống loạn thần: nhóm không điển hình (Olanzapin, Risperidon) có phổ tác dụng rộng trên cả ba nhóm biểu hiện hành vi (vận động, xã hội, nhận thức), trong khi nhóm điển hình (Haloperidol) chỉ có tác dụng ưu thế trên hành vi vận động tự phát.

Về mặt thực tiễn:

  • Xây dựng và chuẩn hóa thành công quy trình gây mô hình bệnh tâm thần phân liệt thực nghiệm trên chuột nhắt trắng chủng Swiss bằng phương pháp tiêm phúc mạc ketamin trường diễn với liều tối ưu là $20\text{ mg/kg}$ thể trọng/ngày liên tục trong 14 ngày.
  • Thiết lập hoàn chỉnh một bộ công cụ đánh giá hành vi khách quan, định lượng và tự động hóa tại Việt Nam dựa trên hệ thống camera số và phần mềm Any-maze, kết hợp 4 bài tập thực nghiệm chuẩn mực: môi trường mở, buồng tương tác xã hội Crawley, mê lộ nước Morris và mê lộ tìm thức ăn theo phản xạ có điều kiện của Pavlov.
  • Cung cấp một mô hình động vật thực nghiệm tin cậy phục vụ công tác nghiên cứu tiền lâm sàng, thử nghiệm tác dụng của các thuốc chống loạn thần mới và sàng lọc các hoạt chất sinh học tự nhiên hướng thần có khả năng cải thiện triệu chứng loạn thần và suy thoái trí nhớ.

Kiến nghị của luận án: Tác giả kiến nghị áp dụng quy trình mô hình gây bệnh bằng ketamin $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày trên chuột nhắt Swiss cùng hệ thống bài tập hành vi đã chuẩn hóa vào các nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo nhằm sàng lọc các hợp chất tự nhiên, các bài thuốc y học cổ truyền có tiềm năng cải thiện suy giảm nhận thức và hành vi giao tiếp xã hội.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung văn bản luận án trình bày, công trình có các giới hạn nghiên cứu sau:

  • Toàn bộ thực nghiệm chỉ tiến hành thuần nhất trên các cá thể chuột nhắt trắng chủng Swiss giống đực trưởng thành (7–10 tuần tuổi), chưa khảo sát trên chuột giống cái để đánh giá sự khác biệt giới tính dưới ảnh hưởng của chu kỳ nội tiết tố sinh dục đối với mô hình ketamin.
  • Mô hình thực nghiệm sử dụng ketamin phản ánh sự phong bế thụ thể NMDA cấp và bán trường diễn (14 ngày), mô phỏng tương đương các triệu chứng lâm sàng nhưng chưa tái hiện được toàn bộ tiến trình biến đổi mô bệnh học thần kinh phát triển mạn tính kéo dài qua nhiều năm như ở người bệnh tâm thần phân liệt thực tế.
  • Các chỉ số đánh giá của đề tài tập trung chủ yếu vào các thông số sinh lý học hành vi (vận động, tương tác xã hội, trí nhớ không gian và phản xạ có điều kiện), chưa tiến hành định lượng trực tiếp nồng độ các chất dẫn truyền thần kinh (dopamin, glutamat, GABA) tại từng cấu trúc não bằng kỹ thuật vi thẩm tách (microdialysis) hoặc đánh giá biến đổi hình thái vi thể tế bào thần kinh, mật độ núm nhánh trên tiêu bản mô học não chuột sau can thiệp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được văn bản đề cập là mở rộng ứng dụng mô hình thực nghiệm này để sàng lọc các hợp chất tự nhiên, các chế phẩm dược liệu có tiềm năng bảo vệ thần kinh, phục hồi chức năng nhận thức và cải thiện các triệu chứng âm tính của bệnh tâm thần phân liệt.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo có giá trị ứng dụng cụ thể cho nhiều đối tượng trong nghiên cứu y sinh học:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu chuyên ngành Sinh lý học, Thần kinh học, Dược lý học: Luận án cung cấp bản hướng dẫn chi tiết về phương pháp luận thiết kế nghiên cứu thực nghiệm can thiệp trên động vật gặm nhấm, các bước vận hành hệ thống ghi nhận hành vi tự động bằng phần mềm Any-maze, quy trình pha chế và liều lượng sử dụng của ketamin, olanzapin, risperidon, haloperidol, cùng kỹ thuật phân tích thống kê phương sai lặp lại (Two-way repeated measures ANOVA).
  • Đối với giảng viên và cơ sở đào tạo y dược: Các phần tổng quan tài liệu về thụ thể NMDA, chuyển hóa dopamin và hệ thống hình vẽ mô tả cấu trúc các buồng thử nghiệm (buồng tương tác xã hội Crawley, mê lộ nước Morris, mê lộ tìm thức ăn) là học liệu thực chứng phục vụ giảng dạy môn Sinh lý học thực nghiệm và Dược lý học thực nghiệm.
  • Đối với các phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển dược phẩm: Quy trình chuẩn hóa mô hình chuột tiêm ketamin liều $20\text{ mg/kg/ngày}$ trong 14 ngày cung cấp một công cụ sàng lọc tiền lâm sàng (preclinical screening model) đáng tin cậy để đánh giá hiệu lực của các phân tử thuốc mới hoặc các cao chiết thảo dược trước khi tiến hành các thử nghiệm lâm sàng.

Câu hỏi thường gặp

**1. Vì sao tác giả lựa chọn chuột