“Động vật ngủ đông có ngủ liền suốt mấy tháng không?” Hình ảnh một con gấu cuộn mình trong hang dễ khiến chúng ta đặt câu hỏi ấy. Thế nhưng, ngay trong thời gian ngủ đông, gấu vẫn có lúc ngủ, lúc thức. Ở một số động vật nhỏ, giấc ngủ lại xuất hiện sau khi thân nhiệt đã tăng trở lại.
Chìa khóa để gỡ rối là tách riêng hai câu hỏi: “Cơ thể đang tiêu thụ bao nhiêu năng lượng?” và “Bộ não đang ở trạng thái ngủ nào?” Không thể giải thích ngủ đông chỉ bằng một giấc ngủ trưa kéo dài, nhưng điều đó cũng không có nghĩa là giấc ngủ không xảy ra trong thời gian ngủ đông. Xem xét cả chuyển hóa, thân nhiệt và sóng não sẽ giúp chúng ta hiểu điều gì diễn ra bên trong những cơ thể trông đều đang “nằm yên”.
Torpor là gì, và khác giấc ngủ hằng ngày ở điểm nào?
Torpor là trạng thái động vật điều chỉnh hoạt động sinh lý để giảm tiêu thụ năng lượng, chẳng hạn như hạ mức chuyển hóa và duy trì thân nhiệt thấp hơn bình thường. Torpor hằng ngày có thể chỉ kéo dài vài giờ, sau đó con vật hoạt động và tìm thức ăn trở lại. Còn trong ngủ đông, các đợt torpor kéo dài từ vài ngày đến vài tuần có thể lặp đi lặp lại. Trong nghiên cứu so sánh chim và động vật có vú, Ruf và Geiser đã hệ thống hóa sự khác biệt giữa hai dạng này dựa trên thời gian kéo dài, mức giảm chuyển hóa và những đặc điểm khác. [1]
Nếu chỉ so sánh “đã không cử động bao nhiêu giờ”, chúng ta sẽ khó phân biệt chúng với giấc ngủ thông thường. Nghiên cứu về giấc ngủ sử dụng sóng não cùng những dữ liệu khác để xác định giấc ngủ không chuyển động mắt nhanh (NREM), giấc ngủ chuyển động mắt nhanh (REM) và trạng thái thức. Khi nghiên cứu ngủ đông, tốc độ chuyển hóa ước tính từ mức tiêu thụ oxy và những thay đổi thân nhiệt cũng là các yếu tố quan trọng cần xem xét thêm.
Chẳng hạn, dù cùng cuộn mình nằm yên, một động vật nhỏ có thân nhiệt giảm sâu và một con gấu giữ thân nhiệt tương đối cao lại trải qua những quá trình khác nhau bên trong cơ thể. Nếu gọi ngủ đông là “chế độ tiết kiệm điện”, điều cần chú ý không phải là nguồn điện còn bật hay không, mà là tốc độ tiêu thụ năng lượng đã thay đổi thế nào. Các hoạt động duy trì sự sống, bao gồm điều hòa hô hấp và thân nhiệt, vẫn tiếp diễn.
Vì sao động vật định kỳ làm ấm cơ thể trở lại khi ngủ đông?
Hình dung vài tháng ngủ đông là một đợt torpor dài liên tục sẽ khiến chúng ta hiểu sai cách nhiều loài thú nhỏ vượt qua mùa đông. Giữa các đợt thân nhiệt thấp có những giai đoạn thân nhiệt trở lại mức bình thường. [1][2]
Nếu liên tưởng đến lượng pin còn lại của điện thoại, điều này có vẻ hơi lạ: đang tiết kiệm điện mà lại chủ động xen vào những hoạt động ngốn nhiều năng lượng. Đối với động vật, làm ấm cơ thể trở lại cũng tiêu tốn năng lượng. Các nhà khoa học đang tìm hiểu vì sao chúng vẫn làm vậy theo chu kỳ, bằng cách nghiên cứu mối liên hệ với nhiều chức năng sinh lý, trong đó có giấc ngủ.
Tuy nhiên, không thể giải thích tất cả bằng một lý do duy nhất là “thức dậy để ngủ”. Vai trò của việc làm ấm cơ thể trở lại và mức độ cần thiết của quá trình này vẫn đang được nghiên cứu theo từng loài và từng điều kiện. [1][2] Một phần thú vị của ngủ đông chính là nó không vận hành theo nguyên tắc đơn giản rằng tiết kiệm càng nhiều năng lượng càng tốt.
Gấu có thể tiết kiệm năng lượng mà không cần hạ thân nhiệt nhiều đến vậy?
Một nghiên cứu năm 2011 ở gấu đen Mỹ ghi nhận rằng trong thời gian ngủ đông, tốc độ chuyển hóa giảm xuống còn khoảng 25% mức chuyển hóa cơ bản, trong khi thân nhiệt được điều chỉnh trong khoảng 30–36°C theo các chu kỳ kéo dài vài ngày. Con số khoảng 25% có nghĩa là mức tiêu thụ năng lượng chỉ còn chừng một phần tư. [6]
Ví dụ này cho thấy hình dung “thân nhiệt càng thấp thì năng lượng tiết kiệm được càng tăng theo cùng một tỷ lệ” là chưa đủ. Nghiên cứu ghi nhận mức chuyển hóa thấp còn duy trì một thời gian sau khi thân nhiệt đã trở lại bình thường, đồng thời nhận định rằng phần lớn sự ức chế chuyển hóa không thể được giải thích chỉ bằng việc hạ thân nhiệt. [6]
Ngoài ra, một nghiên cứu năm 2026 đã kiểm định phương pháp tự động phân loại giấc ngủ trong thời gian ngủ đông và mùa hè. Trong bộ dữ liệu sóng não, chuyển động mắt và hoạt động cơ thu thập từ 16 con gấu đen Mỹ nuôi nhốt, dữ liệu của 6 con được chấm thủ công để làm chuẩn đối chiếu. Kết quả cho thấy có thể phân biệt giấc ngủ NREM, giấc ngủ REM và trạng thái thức ngay trong thời gian ngủ đông. [7]
Nếu buộc phải chọn giữa “ngủ đông hay ngủ thông thường”, chúng ta sẽ khó giải thích được trạng thái của những con gấu này. Bên trong cơ thể đang tiết kiệm năng lượng, bộ não vẫn chuyển qua lại giữa ngủ và thức. Cũng cần lưu ý rằng các con số và đặc điểm giấc ngủ trên là kết quả ở loài và điều kiện cụ thể của những nghiên cứu này. Đó không phải những đặc điểm chung có thể áp dụng nguyên vẹn cho cả các động vật ngủ đông nhỏ hơn.
Nếu ngủ sau torpor, liệu động vật có thiếu ngủ trong lúc ngủ đông?
Nghiên cứu năm 2019 về vượn cáo chuột xám là một ví dụ cụ thể để xem xét câu hỏi này. Đối tượng nghiên cứu là 6 con đực nuôi nhốt. Các nhà khoa học theo dõi sóng não cùng những chỉ dấu khác trong và sau torpor hằng ngày, ở điều kiện nhiệt độ môi trường khoảng 25°C và điều kiện 10°C. [3]
Ở điều kiện khoảng 25°C, giấc ngủ NREM và REM vẫn xuất hiện trong torpor. Ở điều kiện nhiệt độ môi trường thấp, khi thân nhiệt xuống dưới khoảng 21°C, các đặc điểm sóng não biểu thị giấc ngủ thông thường giảm mạnh hoặc không còn xuất hiện. Cũng ở điều kiện khoảng 25°C, sau torpor, nghiên cứu ghi nhận sự gia tăng sóng delta, vốn liên quan đến độ sâu của giấc ngủ NREM. [3]
Điều có thể rút ra là không thể cộng nguyên thời gian nằm yên với thân nhiệt thấp vào “thời gian đã ngủ ngon”. Tuy vậy, vẫn còn tranh luận về việc giấc ngủ sâu sau torpor có cùng cơ chế với tình trạng thiếu ngủ thông thường hay không; bài tổng quan của Heller và Ruby cũng đề cập đến những cách giải thích khác. [2]
Không thể mở rộng kết quả của nghiên cứu quy mô nhỏ trên loài linh trưởng này thành kết luận rằng “mọi động vật ngủ đông đều trả nợ giấc ngủ vào mùa xuân”. Thay vì chỉ nhìn thời gian nghỉ ngơi từ bên ngoài, điều quan trọng là xác định nghiên cứu đã khảo sát loài nào, ở thân nhiệt bao nhiêu và ghi nhận những kiểu sóng não nào.
Con người buồn ngủ vào mùa đông cũng là phản ứng tiết kiệm năng lượng như vậy?
Khi không muốn rời chăn trong một buổi sáng tối trời, nói “mình cũng muốn ngủ đông” là điều dễ hiểu. Nhưng không thể dùng cơ chế torpor ở động vật để giải thích cảm giác ấy. Những vấn đề sức khỏe theo mùa của con người cần được tìm hiểu qua thông tin y khoa dành cho con người.
Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia Hoa Kỳ (NIMH) mô tả rối loạn cảm xúc theo mùa (SAD) là một dạng trầm cảm tái diễn theo mùa. Dạng xuất hiện vào mùa đông có thể đi kèm ngủ quá nhiều, ăn quá mức và thèm thực phẩm giàu carbohydrate, tăng cân, cũng như thu mình khỏi các mối quan hệ xã hội. Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm hiểu mối liên hệ giữa thay đổi ánh sáng ban ngày với đồng hồ sinh học, serotonin, melatonin và những yếu tố khác. [5]
Chỉ riêng triệu chứng “buồn ngủ vào mùa đông” chưa đủ để xác định SAD, cũng không cho phép kết luận cơ thể đang chuẩn bị đối phó với thiếu thức ăn. Nếu tâm trạng buồn bã hoặc tình trạng buồn ngủ nhiều kéo dài, ảnh hưởng đến công việc, học tập hay sinh hoạt cá nhân, đó là lý do để tìm đến cơ sở y tế thay vì chờ tới mùa xuân.
Để chuẩn bị cho buổi tư vấn, ghi lại “bắt đầu từ khi nào”, “giấc ngủ hoặc cảm giác thèm ăn đã thay đổi thế nào” và “năm ngoái có xảy ra vào cùng mùa không” sẽ giúp bạn trình bày rõ hơn. Chẳng hạn, thay vì nói “trời lạnh nên thấy mệt mỏi”, bạn có thể mô tả cụ thể: “Từ mùa thu, tôi khó dậy vào buổi sáng hơn, đi muộn nhiều hơn và không còn thấy vui với những việc mình từng thích.” Đây không phải bảng kiểm để chẩn đoán, mà là cách sắp xếp những điều đang gây khó khăn để trao đổi với người hỗ trợ.
Các phương pháp điều trị SAD bao gồm liệu pháp ánh sáng, tâm lý trị liệu và thuốc. Bạn có thể trao đổi với nhân viên y tế để lựa chọn phương án phù hợp với triệu chứng và tình trạng sức khỏe. [5] Hình ảnh so sánh với động vật có thể giúp bớt tự trách mình, nhưng không nên trở thành lý do trì hoãn sự chăm sóc cần thiết.
Nghiên cứu ngủ đông nhân tạo đã tiến đến đâu?
Nếu có thể tạo ra trạng thái chuyển hóa thấp khi cần, điều đó có thể hữu ích trong y học hoặc những chuyến bay vũ trụ dài ngày. Từ ý tưởng ấy, các nghiên cứu đang tìm cách gây ra trạng thái giống torpor ở động vật.
Trong nghiên cứu năm 2023 của Yang và cộng sự, kích thích bằng siêu âm tại vùng trước thị của vùng dưới đồi đã làm giảm thân nhiệt và chuyển hóa ở chuột nhắt. Bằng cách điều chỉnh kích thích theo kết quả đo thân nhiệt, các nhà nghiên cứu duy trì được trạng thái giống torpor trong hơn 24 giờ. Nghiên cứu cũng báo cáo thân nhiệt giảm ở chuột cống, loài vốn không biểu hiện torpor trong điều kiện thông thường. [4]
Đây là kết quả từ thí nghiệm trên động vật nhằm tìm hiểu cơ chế thần kinh điều hòa chuyển hóa và cách kiểm soát cơ chế đó. Nó không chứng minh rằng đã có một thiết bị hoàn chỉnh giúp con người ngủ an toàn suốt nhiều tháng. Làm lạnh cơ thể cũng không đồng nghĩa với trạng thái torpor được điều hòa bởi các cơ chế sinh lý của động vật, và nghiên cứu này không phải hướng dẫn để con người tự thử tái tạo trạng thái ấy.
Đi xa hơn câu hỏi “đã ngủ bao nhiêu tháng?”
Khi quan sát một động vật ngủ đông, đặt ba câu hỏi cùng nhau sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn: “Mức tiêu thụ năng lượng đã giảm bao nhiêu?”, “Thân nhiệt đã diễn biến thế nào?” và “Bộ não có những dấu hiệu của giấc ngủ hay trạng thái thức không?”
Gấu có thể giảm mạnh chuyển hóa trong khi vẫn giữ thân nhiệt tương đối cao, còn những động vật nhỏ có thể luân phiên giữa torpor sâu và các đợt làm ấm cơ thể trở lại. Ngay trong cùng một khái niệm “ngủ đông”, cách giấc ngủ xuất hiện cũng có thể khác nhau. Nằm bất động trong hang không có nghĩa là mọi hoạt động bên trong cơ thể đã dừng lại.
Hình ảnh “chế độ tiết kiệm điện” là điểm khởi đầu để hình dung cách động vật giảm tiêu thụ năng lượng nhằm vượt qua một mùa. Từ đó, khi phân biệt mức sử dụng năng lượng của cơ thể với giấc ngủ của bộ não, chúng ta sẽ thấy ngủ đông thú vị hơn nhiều. Còn với những khó khăn mà con người gặp vào mùa đông, đừng chỉ dừng ở phép so sánh: hãy xem xét cụ thể những thay đổi đang xảy ra trong cuộc sống hằng ngày.
[1] Ruf & Geiser (2015), Daily torpor and hibernation in birds and mammals. Bài tổng quan so sánh torpor hằng ngày và ngủ đông. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12137
[2] Heller & Ruby (2004), Sleep and Circadian Rhythms in Mammalian Torpor. Bài tổng quan về mối quan hệ giữa giấc ngủ và torpor. https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev.physiol.66.032102.115313
[3] Royo et al. (2019), Daily Torpor and Sleep in a Non-human Primate, the Gray Mouse Lemur (Microcebus murinus). Nghiên cứu quy mô nhỏ trên động vật nuôi nhốt. https://www.frontiersin.org/journals/neuroanatomy/articles/10.3389/fnana.2019.00087/full
[4] Yang et al. (2023), Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound. Nghiên cứu can thiệp trên động vật gặm nhấm. https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z
[5] NIMH, Seasonal Affective Disorder. Thông tin y khoa chính thức về rối loạn cảm xúc theo mùa. https://www.nimh.nih.gov/health/publications/seasonal-affective-disorder
[6] Tøien et al. (2011), Hibernation in black bears: independence of metabolic suppression from body temperature. Nghiên cứu gốc về gấu đen Mỹ. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21330544/
[7] Tøien et al. (2026), Automated sleep scoring in hibernating and non-hibernating American black bears. Nghiên cứu gốc kiểm định phương pháp phân loại giấc ngủ. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0352640
