Vật cấy não không dây giúp khỉ liệt chân bước đi trở lại

• Thử nghiệm cánh tay giả điều khiển bằng não bộ
• Phát hiện ADN nam tiềm ẩn trong não bộ phụ nữ
• Chuyện người họa sĩ mù nhìn thấy bằng não bộ

Theo các chuyên gia, kết quả ngoạn mục này nhiều hứa hẹn sẽ là công nghệ đột phá thử nghiệm nơi người trong vòng 1 thập niên nữa.

Nhà nghiên cứu EPFL Tomislav Milekovic và nhóm của ông công bố kết quả trên tạp chí Nature hôm 9-11-2016: vật cấy không dây hoạt động như cầu nối truyền tín hiệu giữa não bộ và hai chân và kích thích chuyển động cơ trong thời gian thực. Đối với những người khỏe mạnh, tín hiệu từ não bộ được truyền dẫn qua tủy sống xuống đến vùng thắt lưng và từ đây kích hoạt hệ cơ chân cho phép bước đi. Nhưng, khi một sự tổn thương làm đứt rời sự kết nối này thì con người sẽ bị liệt chân.

Mặc dù não bộ vẫn tiếp tục sinh ra tín hiệu cũng như mạng dây thần kinh kích thích cơ chân vẫn còn nguyên, song "đường truyền tín hiệu" không còn hoạt động được nữa. Do đó, nhóm nhà khoa học EPFL nảy sinh ý tưởng ứng dụng công nghệ không dây để phục hồi đường truyền kết nối trong thời gian thực và dẫn đến kết quả bất ngờ chưa từng có.

Giao diện nhân tạo của nhóm nhà khoa học EPFL bắt đầu với một dãy khoảng 100 điện cực cấy vào lớp vỏ não vận động của não bộ để kết nối đến thiết bị đặc biệt dẫn truyền tín hiệu não đến máy tính thực hiện nhiệm vụ giải mã và "phát lệnh" xuống mạng điện cực cấy ở phần dưới tủy sống bị thương tổn. Khi nhóm điện cực thứ 2 này nhận được lệnh, chúng bắt đầu kích hoạt các nhóm cơ thích ứng nơi chân cho phép bệnh nhân bước đi. Nghiên cứu được thực hiện với 2 con khỉ Rhesus (loại khỉ nâu Ấn Độ thường được sử dụng trong thí nghiệm y khoa) bị nhóm nhà khoa học làm tổn thương tủy sống trong phòng thí nghiệm.

Sau khi phẫu thuật được 6 ngày, một con khỉ bắt đầu bước đi trở lại. Con khỉ thứ 2 bước đi sau phẫu thuật 16 ngày. Sự thành công của thí nghiệm vật cấy não không dây chứng minh được tính hiệu quả của công nghệ thần kinh và kích thích tủy sống. Tomislav Milekovic bày tỏ sự lạc quan: "Hệ thống vận động phục hồi ngay lập tức mà không cần đến bất cứ sự tập luyện nào".

Christian Ethier, nhà khoa học thần kinh Đại học Laval ở Quebec (Canada), mô tả công trình nghiên cứu của EPFL là "bước tiến quan trọng đi đến sự phát triển những hệ thống thần kinh nhân tạo trong tương lai". Trong thời gian sau này, nhiều thử nghiệm thành công nơi khỉ cũng có hiệu quả ở người. Ví dụ vào năm 2008, những con khỉ bị liệt chi trên có thể sử dụng não bộ để kiểm soát cánh tay robot và 4 năm sau đó một phụ nữ bị liệt cũng làm được điều tương tự.

Công nghệ được sử dụng để kích thích tủy sống cũng tương tự như phương pháp kích thích não sâu để chữa trị bệnh Parkinson song có phần phức tạp hơn. Tuy nhiên, Gregoire Courtine - chuyên gia chữa tủy sống ở EPFL - nhận định: "Cách chúng ta bước đi khác với loài linh trưởng. Chúng ta là động vật bước đi bằng 2 chân cho nên đòi hỏi phải có những kỹ thuật tinh vi hơn nhiều để kích thích hệ cơ".

Jocelyne Bloch, nhà phẫu thuật thần kinh thuộc Bệnh viện Đại học Lausanne, bình luận: "Mối liên kết giữa giải mã não và kích thích tủy sống là lĩnh vực hoàn toàn mới. Đây là lần đầu tiên, tôi có thể hình dung một bệnh nhân liệt hoàn toàn có thể cử động đôi chân của mình thông qua giao diện não-tủy".

Tiến sĩ Mark Bacon, Giám đốc nghiên cứu tổ chức phi lợi nhuận Spinal Research đặt trụ sở tại Virginia (Mỹ), ghi nhận: "Công trình hoàn toàn gây ấn tượng mạnh. Các bệnh nhân liệt mong muốn khả năng phục hồi kiểm soát thực sự. Đó là sự kiểm soát chủ động mọi chức năng đã mất như là bước đi và việc sử dụng những thiết bị cấy có thể là một cách đáp ứng điều đó".

Tiến sĩ Andrew Jackson ở Viện Khoa học thần kinh thuộc Đại học Newcastle (Australia) cho rằng: "Không có lý do gì để hoài nghi về việc chúng ta sẽ chứng kiến những thử nghiệm lâm sàng đầu tiên về giao diện não và tủy sống được tiến hành vào cuối thập niên". Tuy nhiên, theo Andrew Jackson, 2 con khỉ thí nghiệm sử dụng cả 4 chi để di chuyển mà chỉ có 1 chân bị liệt cho nên sẽ là thách thức rất lớn cho việc phục hồi được cả 2 chân nơi con người.

Trong khi đó, còn một phương pháp khác để chữa trị chứng liệt chi là cấy các tế bào từ khoang mũi vào tủy sống để sửa chữa tổn thương. Như trường hợp Darek Fidyka - nạn nhân bị liệt sau vụ tấn công bằng dao  năm 2010 - đã bước đi trở lại nhờ phương pháp này.