Khoa học - Y dược

Thiết bị mới giúp người bị liệt có thể đi lại (25/02/2016)

Giao diện máy não gồm một điện cực là ống đỡ động mạch (stentrode), được cấy vào mạch máu trong não và ghi lại các loại hình hoạt động thần kinh để di chuyển chân tay thông qua một bộ xương ngoài hoặc để kiểm soát các chi mô phỏng sinh học. Thiết bị mới này có kích thước bằng một chiếc kẹp giấy nhỏ và sẽ được thử nghiệm cấy vào người lần đầu tiên tại Bệnh viện Hoàng gia Melbourne vào năm 2017. Thiết bị cực nhỏ này, có kích thước bằng một chiếc kẹp giấy nhỏ, được cấy vào mạch máu trong não và có thể đọc các tín hiệu điện từ vỏ não vận động, trung tâm điều khiển của não. Những tín hiệu này sau đó có thể được chuyển đến một bộ xương ngoài hoặc xe lăn làm cho bệnh nhân bị liệt cơ có thể đi lại được.

Người sử dụng sẽ cần phải học cách để giao tiếp với thiết bị của họ, nhưng theo thời gian, người ta cho rằng nó sẽ trở thành bản năng thứ hai, như lái xe hay chơi piano. Các thử nghiệm trên người đầu tiên được dự kiến tiến hành vào năm 2017 tại Melbourne, Australia. Ảnh: The University of Melbourne.

Các kết quả được công bố trên tạp chí Nature Biotechnology cho thấy thiết bị này có khả năng ghi các tín hiệu chất lượng cao phát ra từ vỏ não vận động mà không cần phải phẫu thuật mở não.

Tác giả chính của nghiên cứu và là nhà thần kinh học tại Bệnh viện Hoàng gia Melbourne, Tiến sĩ Thomas Oxley, cho biết: “Việc phát triển stentrode là một đột phá quan trọng có tính cách mạng. Stentrode do 39 nhà khoa học đến từ 16 Khoa của Bệnh viện Hoàng gia Melbourne, Đại học Melbourne và Viện Khoa học thần kinh và sức khỏe tâm thần Florey phát triển. Chúng tôi đã có thể tạo ra thiết bị xâm lấn rất nhỏ này để cấy vào mạch máu trong não thông qua một quy trình đơn giản chỉ cần tiến hành trong ngày mà không đòi hỏi bệnh nhân phải ở lại bệnh viện qua đêm, do đó không cần phải tiến hành phẫu thuật mở não với độ rủi ro cao. Với thiết bị này, chúng tôi hy vọng sẽ làm cho bệnh nhân bị liệt hoàn toàn có thể đi lại được bằng cách ghi lại hoạt động của não và chuyển đổi các tín hiệu thu được thành các mệnh lệnh điện, do đó sẽ làm cho chân tay di chuyển thông qua thiết bị hỗ trợ vận động chẳng hạn như một bộ xương ngoài. Về bản chất, đây là tủy sống mô phỏng sinh học”.

TS. Nicholas Opie đến từ Đại học Melbourne, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết thiết bị này tương tự như máy tạo nhịp tim cấy dưới da - tương tác điện với mô sử dụng các bộ cảm biến được cấy vào tĩnh mạch, nhưng ở đây được cấy vào mạch máu bên trong não. “Sử dụng công nghệ ống đỡ động mạch, mảng điện cực của chúng tôi có thể tự giãn nở để dính vào vách bên trong của tĩnh mạch, giúp ghi lại hoạt động cục bộ của não bộ. Bằng cách chiết xuất các tín hiệu thần kinh được ghi lại, chúng có thể được sử dụng như các mệnh lệnh để điều khiển xe lăn, bộ xương ngoài, chân tay giả hoặc máy tính”, TS. Opie nói.

“Trong lần thử nghiệm trên người đầu tiên của chúng tôi, dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2017, chúng tôi hy vọng sẽ đạt được sự kiểm soát trực tiếp của não đối với bộ xương ngoài cho ba bệnh nhân bị liệt. Hiện nay, bộ xương ngoài được điều khiển bằng các thao tác thủ công là một phím điều khiển để chuyển đổi giữa các trạng thái khác nhau của hoạt động đi bộ - đứng, bắt đầu đi, dừng lại, quay lại. Stentrode sẽ là thiết bị đầu tiên cho phép kiểm soát trực tiếp bằng suy nghĩ những thiết bị này”.

Nhà sinh lý học thần kinh tại Florey, Giáo sư Clive May, cho biết, các dữ liệu từ các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy việc cấy ghép thiết bị này rất an toàn để sử dụng lâu dài. “Qua nghiên cứu tiền lâm sàng, chúng tôi đã có thể ghi lại thành công hoạt động não trong nhiều tháng. Chất lượng ghi âm được cải thiện khi các thiết bị được tích hợp vào mô. Nghiên cứu của chúng tôi cũng cho thấy việc cấy thiết bị này thông qua chụp tia X mạch là an toàn và hiệu quả, chỉ xâm lấn tối thiểu so với những rủi ro cao của phẫu thuật mở não”, GS. May nói.

Giáo sư Terry O'Brien, Trưởng Khoa Y học và thần kinh học Bệnh viện Hoàng gia Melbourne và Đại học Melbourne cho biết việc phát triển stentrode được coi là “Chén thánh” cho nghiên cứu mô phỏng sinh học. “Để có thể tạo ra một thiết bị có thể ghi lại hoạt động của sóng não trong thời gian dài mà không gây tổn hại cho não bộ là một bước phát triển đáng kinh ngạc trong y học hiện đại”, GS. O'Brien nói. “Nó cũng có thể có nhiều khả năng được sử dụng cho những bệnh nhân bị chấn thương tủy sống, bao gồm động kinh, Parkinson và các rối loạn thần kinh khác”.

Nguồn: vista.gov.vn (Theo Sciencedaily, 8/2/2016)