Mô cấy não không dây lần đầu tiên khôi phục khả năng đi lại

Hệ thống này truyền không dây các tín hiệu não đã được giải mã để kích thích các cơ tạo nên cử động của chân, lần đầu tiên cho thấy một bộ phận giả thần kinh đã phục hồi được vận động cho động vật linh trưởng.

Dù giao diện giữa não - tủy sống cho đến nay mới chỉ được thử nghiệm trên khỉ, nhưng nhóm nghiên cứu cho rằng trong tương lai, công nghệ có thể khôi phục lại khả năng đi lại ở người bị liệt do chấn thương tủy sống.

Kỹ sư David Borton tại Trường Đại học Brown và đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Hệ thống của chúng tôi sử dụng các tín hiệu ghi lại từ vỏ não vận động để phối hợp kích thích các dây thần kinh bằng điện có chức năng điều khiển vận động. Khi hệ thống vận hành, các động vật trong nghiên cứu hoạt động gần như bình thường".

Lúc chúng ta đi lại, các tín hiệu điện bắt nguồn từ vỏ não vận động, được chuyển đến vùng thắt lưng trong tủy sống phía dưới. Khi đó, các tín hiệu này kích hoạt các tế bào thần kinh vận động giúp chúng ta phối hợp chuyển động của các cơ bắp chân cần để đi lại. Nhưng, các chấn thương cột sống phía trên có thể cắt đứt kênh truyền thông giữa não và tủy sống phía dưới, nghĩa là không thể thu được các tín hiệu truyền qua để phối hợp các chuyển động chân của chúng ta.

Mục tiêu mà nhóm nghiên cứu đặt ra, là khôi phục cử động đã mất của chân bằng cách truyền các tín hiệu não tương tự theo phương thức không dây bằng cách bỏ qua các dây thần kinh đã bị cắt.

Trong hệ thống dựa vào công nghệ cảm biến trước đây gọi là BrainGate, một mạng lưới điện cực có kích thước bằng viên thuốc được cấy vào não để ghi lại các tín hiệu chuyển động do vỏ não vận động sinh ra. Sau đó, một cảm biến không dây phát tín hiệu đến máy tính để giải mã tín hiệu trước khi chúng được truyền không dây trở lại bộ kích thích điện cấy trong cột sống thắt lưng, dưới khu vực chấn thương cột sống. Kích thích này truyền tín hiệu đến các dây thần kinh cột sống để kích hoạt các cơ bắp chân.

Để điều chỉnh hệ thống, các nhà nghiên cứu đã cấy giao diện thần kinh trong những con khỉ khỏe mạnh. Qua đó, nhóm nghiên cứu có thể thu tín hiệu não của động vật tương ứng với cử động và vận động bình thường của chân. Sau đó, các nhà khoa học đã thử nghiệm mô cấy trên hai con khỉ bị liệt tạm thời do tổn thương tủy sống trong xương sống ngực (lưng trên và lưng giữa). Với giao diện và bộ thu được kích hoạt, các động vật thí nghiệm đi lại gần như bình bằng chân.

Theo các nhà nghiên cứu, khả năng phục hồi chuyển động mà không cần dây dẫn là rất quan trọng vì các hệ thống cảm biến não có dây hạn chế sự tự do của chuyển động.

Nghiên cứu mới là một thành tựu to lớn, nhưng cho đến nay hệ thống vẫn còn một số hạn chế. Giao diện vẫn cần có một máy tính độc lập để giải mã các tín hiệu và quan trọng hơn, các tín hiệu không dây hiện chỉ được gửi theo chiều từ não xuống chân.

Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh có thể phải mất vài năm trước khi hệ thống được áp dụng trên người. Trong tương lai, hệ thống sẽ được sử dụng làm công cụ phục hồi chức năng để người bị liệt từng bước có thể đi lại trên đôi chân của họ mà không cần sự hỗ trợ.

N.P.D-NASATI (Theo sciencealert)