Bắt đầu nghiên cứu: Ý tưởng đến từ đâu?

Ngày 24 Tháng Năm 2017, là một ngày đặc biệt với IBSG. Tròn 3 năm fanpage Khoa Học và Công Nghệ Sinh Học, 2 năm Câu Lạc Bộ Đọc Báo CNSH – Y Sinh, 1 năm website www.IBSGacademic.com. Chúng tôi thực sự biết ơn các Thầy Cô, các Anh Chị Cố Vấn, các Thành viên IBSG đã là nguồn lực để xây dựng nội dung website, các chương trình seminar cũng như chia sẻ kiến thức, hỏi đáp về Khoa học Công nghệ Sinh học và Y Sinh trong những năm qua. Và chúng tôi thực sự biết ơn sự ủng hộ và quan tâm của các quý vị độc giả đã là nguồn động viên tinh thần để chúng tôi tiếp tục làm những gì đã và đang làm với tinh thần hướng tới một cộng đồng khoa học bất vụ lợi.

IBSG chân thành cảm ơn Giáo sư Nguyễn Văn Tuấn đã đồng ý cho phép chúng tôi được đăng bài “Bắt đầu nghiên cứu: Ý tưởng đến từ đâu?” này chia sẻ với quý vị độc giả. Bài viết được lấy từ Science Issues – một group Facebook mà Giáo sư đã lập nên để chia sẻ kiến thức với mọi người.

Chúng tôi cũng xin chia sẻ về ý tưởng thiết kế của hình ảnh được dùng minh họa trong bài viết này, một hình ảnh mà chúng tôi đã dùng để in mặt lưng áo đồng phục IBSG.

Ý tưởng thiết kế nảy sinh từ:

1. Phần hình của logo IBSG.

2. Code gene NPTP có vai trò trong tương tác giữa các tế bào và được biểu hiện ở não – nó có ý nghĩa về việc tương tác, truyền đạt tri thức và làm cầu nối, phù hợp với hoạt động của Nhóm học thuật Y Sinh IBSG

Về gene: https://en.wikipedia.org/wiki/NPTN

Đoạn code: https://goo.gl/X1x8OX 

Để có hình ảnh này, rất cảm ơn GS. Sơn Phạm đã gợi ý về gene NPTP và code; cảm ơn bạn Thạch Dương (designer chính của IBSG, là người thiết kế hình ảnh)​, bạn Nguyễn Quang Tiến (ráp ký tự)​, và sự thảo luận của các thành viên.

Và sau đây là một bài viết thực sự hữu ích cho các bạn trong con đường khoa học:

Bắt đầu nghiên cứu: Ý tưởng đến từ đâu?

Nguyễn Văn Tuấn

Hôm qua, tôi đã nói rằng để làm nghiên cứu đàng hoàng thì cần phải tham gia một lab. Nghiên cứu khoa học ngày nay không thể làm theo kiểu “đơn thân độc mã” như xưa được. Nhưng một trong những câu hỏi đối với người muốn làm nghiên cứu khoa học là ý tưởng nghiên cứu đến từ đâu. Đối với người làm việc trong lab thì ý tưởng thường đến từ sếp. Nhưng dù là làm việc trong lab hay ngoài lab, thì cá nhân nghiên cứu sinh cũng phải có ý tưởng. Quá trình hình thành ý tưởng không phải một sớm một chiều, mà nó trải qua một giai đoạn dài suy nghĩ và bàn luận với đồng nghiệp.

Để có ý tưởng tôi nghĩ việc đầu tiên là phải tham gia một hiệp hội khoa học quốc tế. Trong ngành y thì mỗi chuyên ngành đều có một hiệp hội chính. Nói là “quốc tế” nhưng tôi thì chỉ chọn hai nhóm hiệp hội, một là Mĩ, hai là Âu châu. Có nhiều khi chỉ cần tham gia hiệp hội Mĩ là đủ. Nội tiết thì có Endocrine Society, loãng xương thì có American Society for Bone and Mineral Research, xương khớp thì có American College of Rheumatology, di truyền thì có American Society of Human Genetics, Dịch tễ học thì có American Epidemiological Society, ngoại khoa thì nhiều nhưng tiêu biểu là American College of Surgeons, American Surgical Association, v.v. Nói theo ngôn ngữ dân dã thì đây là những “bộ lạc”. Mỗi bộ lạc có một văn hoá riêng và có khi ngôn ngữ riêng. Mình phải biết cái văn hoá và ngôn ngữ của bộ lạc.

Để bước chân vào bộ lạc, mình phải trước hết là thành viên của bộ lạc. Để trở thành thành viên của bộ lạc, mình phải đóng niên liễm (mỗi năm khoảng 100-300 USD). Khi đã ở trong bộ lạc, mình có cơ hội biết các “trưởng lão”, các đồng môn, và có cơ hội đi dự hội nghị và qua đó mà hình thành một network. Thành viên của bộ lạc còn được nhận tập san của chuyên ngành, và đó là một nguồn thông tin rất quan trọng cho ý tưởng nghiên cứu (sẽ đề cập dưới đây).

Là nhà khoa học hay bác sĩ mà không nằm trong bộ lạc nào thì cái lí lịch khoa học rất tệ. Thử tưởng tượng bạn là người sắp quyết định nhận người vào lab, và phải xem xét cả đống lí lịch khoa học. Nhiều lí lịch rất tương đương nhau về bằng cấp, kinh nghiệm, nhưng cái yếu tố quan trọng mà bạn có khi phải hỏi “Người này có nằm trong bộ lạc của mình?”

Quay lại câu hỏi hỏi ý tưởng nghiên cứu đến từ đâu. Đây là một câu hỏi quan trọng, và trong các workshop về phương pháp nghiên cứu, tôi thường dành hẳn một bài nói chuyện 1 giờ đồng hồ về câu hỏi này. Một cách ngắn gọn, câu hỏi nghiên cứu đến từ 4 nguồn chính:

• Quan sát thực tế;
• Đọc y văn, tham dự hội nghị;
• Chú ý đến kĩ thuật mới, ý tưởng ngành khác; và
• Một chút tưởng tượng.

1. Quan sát thực tế

Có thể nói rằng từ thực tế hàng ngày, thực tế lâm sàng bất bình thường, chúng ta có thể hình thành những câu hỏi nghiên cứu rất hay. Bất bình thường ở đây có thể là những giá trị ngoại vi của một xét nghiệm, hay những hiện tượng bất thường. Một trong những câu chuyện “favorite” tôi hay lấy làm minh họa cho ý này là câu chuyện khám phá gen LRP5 trong chuyên ngành loãng xương. Câu chuyện bắt đầu bằng một tai nạn giao thông ở Los Angeles, mà trong đó một người bị thương rất nặng, gãy nhiều xương, nhưng người kia thì chẳng hề hấn gì, không có xương nào bị gãy. Khi vào bệnh viện khám, bác sĩ rất ngạc nhiên về người “lành lặn” kia và nghi ngờ rằng có thể bị nội thương, nên ông cho đi chụp X-ray và nhiều xét nghiệm khác, kể MRI. Ông phát hiện từ phim X quang là người thanh niên này có xương rất dày! Để chắc ăn, ông cho người thanh niên đi đo mật độ xương bằng máy DXA. Kết quả DXA cho thấy người này chỉ mật độ xương cao gấp 4 độ lệch chuẩn so với người cùng độ tuổi! Một chi tiết thú vị khác là anh ta không thể bơi lội, vì cứ xuống hồ bơi là … chìm. Xương nặng quá.

Ông bác sĩ “ngửi” được mùi khám phá, nên lần dò hỏi thêm về gia thế và các thành viên trong gia đình. Khi ông được phép của Hội đồng y đức của trường đại học, ông đo mật độ xương của tất cả thành viên trong đại gia đình. Có người đang làm việc ở tận Thổ Nhĩ Kì, ông bác sĩ cũng bay sang “bắt” cho được. Dĩ nhiên, ông lấy mẫu máu và tách DNA. Sau đó, ông hợp tác với một chuyên gia về di truyền học và làm một phân tích gọi là genomewide linkage analysis, tức là scan toàn bộ hệ gen (nói cho oai, nhưng thời đó chỉ khoảng 1000 markers mà thôi). Phân tích dữ liệu cho thấy một tín hiệu nằm ở nhiễm sắc thể 11. Phân tích thêm ở vị trí đó, ông phát hiện gen LRP5. Đột biến thêm chức năng (gian of function mutation) ở gen LRP5 làm cho xương dày lên. Thế là ông bác sĩ đã khám phá ra một gen quan trọng giải thích tại sao mật độ xương của người thanh niên này rất đặc.

Trong cùng một lúc, một nhóm nghiên cứu độc lập khác, hoàn toàn không liên quan gì với nhóm của ông bác sĩ trên, nghiên cứu về hội chứng osteoporosis-pseudoglioma. Hội chứng osteoporosis-pseudoglioma tương đối hiếm trong cộng đồng, mà đặc điểm chính là xương mỏng, mật độ xương rất thấp, rối loạn thị giác và thường dẫn đến mù lòa. Nhóm nghiên cứu này cũng phát hiện gen LRP5, nhưng là đối nghịch. Tức là trẻ em mắc hội chứng osteoporosis-pseudoglioma có đột biến mất chức năng ở gen LRP5.

Vậy là kết quả nghiên cứu của hai nhóm bổ sung cho nhau một cách tuyệt vời. Từ câu chuyện trên, thế giới loãng xuơng có thêm một gen trong “gia đình”. Từ khám phá gen này, người ta khám phá ra con đường đi của gen có tên là Wnt. Hóa ra, Wnt “chịu trách nhiệm” cho sự hình thành của xương và cánh ở động vật. Do đó, các công ti dược bào chế thuốc để điều chế hệ thống Wnt và dùng cho điều trị loãng xương. Đó là một thành công rất ngoạn mục, một khám phá rất quan trọng xuất phát từ chỉ một ca tai nạn giao thông. Trong nhiều trường hợp khác, những khám phá tương tự cũng đã được đề cập trong y văn. Trong khoa học có câu “chúng ta khám phá điều bình thường từ sự việc bất bình thường”, và khám phá LRP5 là một ca tiêu biểu.

2. Đọc y văn, tham dự hội nghị

Một nguồn ý tưởng về nghiên cứu quan trọng khác là qua tham khảo (đọc) y văn. Ngày nay, y văn là một kho tàng kiến thức khổng lồ. Mỗi năm có hơn 1 triệu bài báo khoa học được công bố, và con số này vẫn tăng hàng năm. Do đó, một người bình thuờng không thể nào đọc hay theo dõi được tất cả thông tin y khoa. Chúng ta cần phải chọn lọc thông tin khả tín để đọc. Để có thông tin khả tín và liên quan, chúng ta cần phải biết mình theo đuổi chuyên ngành gì (và từ khóa tiếng Anh là gì), chuyên ngành rộng và chuyên ngành hẹp. Một người có thể làm trong lĩnh vực nội tiết, nhưng chỉ quan tâm đến tiểu đường, lại có người quan tâm đến loãng xương. Mỗi chuyên ngành có những tập san riêng, tuy độc lập với nhau, nhưng cũng có những bài báo liên quan đến cả hai chuyên ngành.

Xác định chuyên ngành để chọn tập san mà đọc. Mỗi chuyên ngành chỉ có vài tập san, cao lắm là 10. Phần còn lại là những tập san làng nhàng, đa phần là không đáng quan tâm. Chọn những tập san có impact factor cao để theo dõi. (Tuy impact factor bị chỉ trích nhiều, nhưng nó vẫn là thước đo tốt nhất để sàng lọc thông tin cho người mới vào nghề). Đó là những tập san trong danh mục ISI. Danh mục Scopus cũng được, nhưng trong đó có khá nhiều tập san làng nhàng, nên không cần tốn thì giờ. Có thể tham khảo trang scimagojr.com để biết tập san nào có uy tín tốt và tập san nào không có uy tín tốt.

Sau impact factor là tác giả cũng là tiêu chuẩn sàng lọc rất tốt. Trong mỗi chuyên ngành, chỉ có vài mươi nhóm nghiên cứu uy tín rải rác trên thế giới. Khi thấy một bài báo, việc đầu tiên là xem tên tác giả đầu và tác giả cuối. Tác giả nổi tiếng thường chỉ công bố bài báo ở những tập san nổi tiếng, và họ thường được mời viết “review”. Đó là tín hiệu của tác giả có uy tín. Địa chỉ làm việc của tác giả cũng rất quan trọng. Thuờng các nhóm nghiên cứu nổi tiếng nằm trong các trường đại học loại “Top 200” trên thế giới, còn mấy trường làng nhàng, trường địa phương, hay truờng mới lập, v.v. thì rất ít có lab nghiên cứu đẳng cấp quốc tế.

Hội nghị cũng là địa điểm rất tốt để hình thành ý tưởng nghiên cứu. Trong các hội nghị cấp quốc tế (thường là ở Mĩ và Âu châu) của các hiệp hội chuyên khoa, người ta hay mời các chuyên gia nổi tiếng đến chia sẻ nghiên cứu. Mỗi bài giảng của họ là một bài review sống động, và cuối bài giảng thường có những vấn đề mà họ chưa giải quyết được. Người nghe chú ý đến những vấn đề đó để có thể có những ý tưởng tiền phong. Chẳng hạn như có lần tôi đi dự hội nghị và nghe người ta bàn về TBS (trabecular bone score) rất nhiều, nhưng một trong những vấn đề người ta đặt ra là TBS có chịu sự ảnh hưởng của di truyền. Thế là tôi về và khuyên đồng nghiệp Việt Nam làm một nghiên cứu về vấn đề này, và kết quả là năm sau chúng tôi có một công trình đầu tiên trên thế giới về yếu tố di truyền trong TBS!

3. Chú ý đến kĩ thuật mới, ý tưởng ngành khác

Ý tưởng mới thường có tính cách liên ngành. Nếu mình chỉ vùi đầu vào chuyên ngành của mình thì có hai hệ quả xảy ra. Hệ quả thứ nhất là chúng ta sẽ bị bảo thủ, không chịu mở rộng tầm nhìn và tấm lòng đến bên ngoài. Hệ quả thứ hai là chúng ta sẽ cạn kiệt ý tưởng rất nhanh. Do đó, lúc nào cũng phải mở tầm nhìn sang các chuyên ngành khác, chú ý xem họ phát triển đến mức nào, họ có cái gì mới mà chúng ta có thể áp dụng cho chuyên ngành của mình.

Một trong những ca tiêu biểu là di truyền học. Nếu chúng ta nghiên cứu về bệnh Parkinson chẳng hạn và nếu chúng ta chỉ quanh đi quẩn lại làm những gì “kinh điển” thì chuyên ngành sẽ chẳng đi đến đâu. Nhưng nếu chúng ta biết rằng (và trong thực tế thì như thế) bệnh Parkinson là do một phần yếu tố di truyền gây nên, thì bắt buộc chúng ta phải để mắt đến công nghệ di truyền học họ phát triển đến đâu. Ngày xưa, có lẽ chúng ta chỉ phân tích 1 vị trí gen một lần, nhưng với công nghệ mới, chúng ta có thể phân tích khoảng nửa triệu vị trí một lần! Mười năm trước, để giải mã toàn bộ hệ gen, chúng ta tốn 15 ngàn USD, nhưng ngày nay thì chỉ 1500 USD. Với chi phí rẻ như thế, chúng ta có thể phân tích hàng trăm bệnh nhân, và sẽ có những khám phá thú vị.

Ý tưởng từ chuyên ngành khác dĩ nhiên không giới hạn trong công nghệ di truyền học, mà còn trong bất cứ chuyên ngành khác. Có thể kể đến các hay chuyên ngành hay công nghệ như vật lí y khoa, sinh hóa, tâm lí học, xã hội học, kĩ thuật, “công nghệ thống kê” (bao gồm các phương pháp phân tích advanced, machine learning, bioinformatics, v.v.), tất cả đều giúp chúng ta suy nghĩ về chuyên ngành mình. Điều này đòi hỏi chúng ta phải đọc nhiều. Ngoài các tập san y khoa, cần phải đọc những tạp chí có phẩm chất tốt như American Scientist, Scientific American, Nature.com, hay các trạm thông tin như Science News, asianscientist.com, medscape.com, v.v. Đây là những trạm thông tin đa ngành, nên những phát hiện và phát triển quan trọng đều được đề cập đến. Qua những bài báo đề cập chúng ta có thể tìm bài báo gốc trên các tập san khoa học để tìm hiểu thêm chi tiết.

4. Một chút tưởng tượng

Thỉnh thoảng, ý tưởng đến với chúng ta rất tình cờ, qua tưởng tượng. Một câu của Albert Einstein mà tôi hay trích dẫn là “If you have logic, you can go from A to B; if you have imagination, you can go anywhere” (Nếu bạn có logic, bạn có thể đi từ A đến B; nếu bạn có trí tưởng tượng, bạn có thể đi bất cứ nơi nào.) Tôi nghĩ câu này đúng với nhiều khám phá tình cờ. Đọc những cuốn sách về tiểu sử của các nhà khoa học lừng danh, họ có xu hướng phát kiến ý tưởng từ những sự tưởng tượng có thể nói là … fantasy. Một nguồn “tưởng tượng có hệ thống” theo tôi là các tiểu thuyết và phim ảnh giả tưởng, vì những tác phẩm loại này giúp chúng ta bay bổng hơn. Và, bay bổng có khi là yếu tố rất cần thiết cho khoa học.

Cái công trình nghiên cứu nổi tiếng (nhưng cũng khá tai tiếng) của Giáo sư Daryl Bem là gần như xuất phát từ tưởng tượng. Ông tưởng tượng rằng con người chúng ta có một hệ tiềm thức giúp chúng ta đoán trước một tình huống tưởng như là hoàn toàn ngẫu nhiên, và nó giúp chúng ta có thể “cảm nhận được tương lai” (feeling the future)! Giả thuyết mà Gs Bem muốn kiểm định là sự khoái lạc của người nhìn vào những hình ảnh ái ân trong tương lai sẽ giúp họ đi ngược về quá khứ và ảnh hưởng đến hiện tại. Nói thì phức tạp, nhưng cách ông thiết kế thí nghiệm như sau (tôi mô tả ngắn gọn lại cách hướng dẫn của ông để các bạn hiểu công trình độc đáo này):

“Đây là một thí nghiệm nhằm kiểm định giả thuyết ngoại cảm (ESP). Thí nghiệm cần khoảng 20 phút để hoàn tất và tất cả đều chạy trên máy tính. Trước hết, bạn sẽ trả lời một số câu hỏi ngắn. Sau đó, cứ mỗi lần thử, vài hình ảnh xuất hiện trên màn ảnh máy tính, mỗi hình có 2 bức màn song song nhau. Một bức màn có hình đằng sau, một bức màn không có hình. Việc của bạn là click vào bức màn mà bạn cảm thấy có hình đằng sau. Sau khi click bức màn sẽ mở ra để bạn biết mình đã chọn đúng (tức là bức màn có hình). Bạn sẽ làm 36 lần. Nhiều hình mang tính khiêu dâm (như những cặp trai gái trong tình huống ái ân). Nếu bạn không đồng ý với những hình ái ân như thế, bạn có quyền không tham gia thí nghiệm.”

Trên đây là 4 nguồn ý tưởng mà tôi hay bàn đến trong các workshop về nghiên cứu khoa học. Trong thực tế, mỗi labo có một hướng nghiên cứu riêng, và các trưởng labo đã có sẵn một chuơng trình nghiên cứu để đạt mục tiêu. Các chương trình nghiên cứu đó có khi bị “bẻ lái” vì những nguồn ý tưởng trên đây. Các nguồn ý tuởng trên đây đòi hỏi nhà khoa học phải có đầu óc quan sát tinh tế, phải chú ý đến chi tiết hoặc những điều gì có vẻ bất thường, phải đọc nhiều và đặt vấn đề trong bối cảnh chung, và phải có chút nghệ sĩ tính. Những cá tính đó, tôi nghĩ, cũng là nhân cách của một nhà khoa học thành công.

Nên nhớ rằng nghiên cứu khoa học là đi tìm qui luật tự nhiên. Tuyệt đối tránh những suy nghĩ kiểu xác định tỉ lệ này, ước tính tỉ suất kia, so sánh phương pháp nọ, v.v. vì những loại này là làm thống kê mô tả, chứ không phải nghiên cứu khoa học đúng nghĩa. Nghiên cứu khoa học là phải có giả thuyết (hypothesis), và giả thuyết chỉ được hình thành sau khi đã xem qua những bài báo trong chuyên ngành.

Một khi đã có ý tưởng, bước kế tiếp là nghĩ đến thiết kế thí nghiệm, nhưng phần này sẽ giải thích sau.

(Còn tiếp)

Nguyễn Văn Tuấn