Được các bác sĩ cấy một con chip vào trong não, Ian Burkhart đã có thể điều khiển tay theo ý nghĩ của mình, lần đầu tiên kể từ khi một tai nạn làm anh gãy cổ cách đây 6 năm. Đây cũng là lần đầu tiên một người bị bại liệt có thể giành lại khả năng cử động đơn giản, nhờ vào sự tiến bộ của y học. Khi Burkhart 18 tuổi, anh ta không may lao xuống một vùng nước nông trong kỳ nghỉ mát với bạn bè. Hậu quả, Burkhart bị chấn thương tủy sống nghiêm trọng, khiến anh bị liệt từ phần ngực trở xuống. Nhưng với một thiết bị được cấy vào não, anh chàng giờ đây đã có thể truyền tín hiệu từ não xuống canh tay phải, và làm cho nó cử động.
Công nghệ mới hiện vẫn chưa được đưa vào sử dụng rộng rãi, nhưng đã cho phép Burkhart cầm một cái cốc, hay thậm chí dịch chuyển các ngón tay độc lập để sử dụng một cây đàn mô phỏng, dùng để chơi trò Guitar Hero. Từ thành công ở Burkhart, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng công nghệ này một ngày nào đó, có thể sẽ là phương pháp hữu hiệu để giúp những người bị liệt tứ chi giành lại quyền kiểm soát của mình. “Tôi biết rõ những gì đã đánh mất, kể từ khi chấn thương xảy ra”, Burkhart nói trong một cuộc họp báo. Vì vậy, “lần đầu tiên khi tôi có thể xòe và khép bàn tay của mình, nó thực sự đã thắp lên trong tôi cảm giác hy vọng về tương lai”.
Trong trường hợp của Burkhart, các tổn thương xương sống đã khiến anh không thể đi lại và di chuyển cánh tay của mình. Dưới góc độ thần kinh, điều này nghĩa là khi cố gắng di chuyển một ngón tay, các tín hiệu từ não truyền xuống tay anh sẽ bị chặn lại. Đối với các nhà nghiên cứu về bệnh bại liệt, rất khó để khắc phục tình trạng mất kết nối đó. Tuy nhiên, đó lại là lý do để một số nhà khoa học nghĩ đến một giải pháp dễ dàng hơn, bằng cách ‘định tuyến’ lại đường truyền. Và cho đến hiện tại, các nhà khoa học đã làm được điều đó, nhờ một thiết bị đọc suy nghĩ với kích thước như một cục tẩy bút chì.
Hệ thống đã giúp Burkhart phục hồi khả năng cử động ngón tay bao gồm 3 phần chính: 1 con chip nhỏ xíu, một máy tính, và một bộ điện cực được dán vào cánh tay anh ấy. Khi Burkhart nghĩ rằng anh chuyển động tay của mình, thiết bị cấy ghép sẽ phát hiện các tín hiệu trong não và gửi chúng vào máy tính. Sau đó, máy tính có vai trò giải mã tín hiệu này và chuyển tiếp thông tin đó đến các miếng dán có điện cực trên cẳng tay. Miếng dán sẽ sử dụng xung điện để kích hoạt các cơn co thắt trong cơ bắp, cho phép Burkhart thực hiện những gì anh đang nghĩ đến bàn tay của mình. Vì vậy, ở một góc độ nào đó, có thể nói máy tính đã hoạt động như một ‘người phiên dịch’, chuyển tiếp thông tin từ não đến các cơ của Burkhart.
Công nghệ mới hiện vẫn chưa được đưa vào sử dụng rộng rãi, nhưng đã cho phép Burkhart cầm một cái cốc, hay thậm chí dịch chuyển các ngón tay độc lập để sử dụng một cây đàn mô phỏng, dùng để chơi trò Guitar Hero. Từ thành công ở Burkhart, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng công nghệ này một ngày nào đó, có thể sẽ là phương pháp hữu hiệu để giúp những người bị liệt tứ chi giành lại quyền kiểm soát của mình. “Tôi biết rõ những gì đã đánh mất, kể từ khi chấn thương xảy ra”, Burkhart nói trong một cuộc họp báo. Vì vậy, “lần đầu tiên khi tôi có thể xòe và khép bàn tay của mình, nó thực sự đã thắp lên trong tôi cảm giác hy vọng về tương lai”.
Trong trường hợp của Burkhart, các tổn thương xương sống đã khiến anh không thể đi lại và di chuyển cánh tay của mình. Dưới góc độ thần kinh, điều này nghĩa là khi cố gắng di chuyển một ngón tay, các tín hiệu từ não truyền xuống tay anh sẽ bị chặn lại. Đối với các nhà nghiên cứu về bệnh bại liệt, rất khó để khắc phục tình trạng mất kết nối đó. Tuy nhiên, đó lại là lý do để một số nhà khoa học nghĩ đến một giải pháp dễ dàng hơn, bằng cách ‘định tuyến’ lại đường truyền. Và cho đến hiện tại, các nhà khoa học đã làm được điều đó, nhờ một thiết bị đọc suy nghĩ với kích thước như một cục tẩy bút chì.
Hệ thống đã giúp Burkhart phục hồi khả năng cử động ngón tay bao gồm 3 phần chính: 1 con chip nhỏ xíu, một máy tính, và một bộ điện cực được dán vào cánh tay anh ấy. Khi Burkhart nghĩ rằng anh chuyển động tay của mình, thiết bị cấy ghép sẽ phát hiện các tín hiệu trong não và gửi chúng vào máy tính. Sau đó, máy tính có vai trò giải mã tín hiệu này và chuyển tiếp thông tin đó đến các miếng dán có điện cực trên cẳng tay. Miếng dán sẽ sử dụng xung điện để kích hoạt các cơn co thắt trong cơ bắp, cho phép Burkhart thực hiện những gì anh đang nghĩ đến bàn tay của mình. Vì vậy, ở một góc độ nào đó, có thể nói máy tính đã hoạt động như một ‘người phiên dịch’, chuyển tiếp thông tin từ não đến các cơ của Burkhart.
Ảnh: Washingtonpost.
Hoàn thiện công nghệ này là một quá trình kéo dài nhiều năm, bắt đầu ngay trước khi Burkhart được cấy ghép. Trong giai đoạn đầu (3 năm trước), các nhà nghiên cứu đã dành rất nhiều thời gian để chụp ảnh não Burkhart, khi anh hình dung ra các chuyển động bàn tay trong đầu, và theo dõi quá trình đó thông qua một màn hình. Lúc bấy giờ, các nhà khoa học ghi lại tín hiệu não của anh ấy và cố gắng ghép chúng với chuyển động tay tương ứng. Tháng 4/2014, Burkhart trải qua một ca phẫu thuật kéo dài 3 giờ, để đặt thiết bị vào não. Hai tháng sau, anh bắt đầu có thể di chuyển ngón tay, mặc dù vào thời điểm đó, các chuyển động vẫn chưa thể giúp anh ta làm được điều gì đáng kể. Thế nhưng giờ đây, Burkhart đã có thể nhấc chiếc điện thoại của mình lên, hay giữ muỗng trong tay. Chơi Guitar Hero cũng là một cách rèn luyện cử động đối với anh.
“Anh ấy không chỉ nhấc đồ vật lên mà còn thao tác với chúng”, Chad Bouton - nhà thần kinh học tại Viện nghiên cứu Y khoa Feinstein (Mỹ), đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết. “Đây là lần đầu tiên điều này được thực hiện và đó là một bước tiến rất lớn trong lĩnh vực”.
Mặc dù Burkhart có thể thực hiện một số động tác phức tạp, anh vẫn không thể tách các ngón tay của mình ra để hoàn thành một số thao tác, chẳng hạn như gõ bàn phím. Ngoài ra, khả năng kiểm soát lực ngón tay tác dụng lên các vật nhất định, cũng rất hạn chế đối với anh. Đó là bởi vì con chip trong não của Burkhart chỉ có 96 điện cực, không đủ để ra lệnh cho tay chuyển động một cách chính xác. Để khắc phục vấn đề này, các nhà nghiên cứu muốn tăng số lượng các điện cực lên đến vài nghìn. Họ cũng muốn ‘nén’ cho máy tính trở nên nhỏ hơn, khiến nó nằm gọn gàng trong thiết bị cấy vào não, đồng thời sử dụng công nghệ không dây thay vì có dây như hiện nay. Nếu có thể thực hiện tất cả những điều đó, những người bại liệt hiện tại sẽ có cơ hội phục hồi và có một cuộc sống bình thường, trong tương lai gần. Không những tay, chân cũng là bộ phận đang được các nhà nghiên cứu hướng đến.
Mặc dù nhóm nghiên cứu từ chối tiết lộ chi phí phải trả cho toàn bộ hệ thống, có thể đoán được bạn sẽ phải trả một cái giá không hề rẻ cho nó. Bên cạnh đó, vẫn còn một số câu hỏi được đặt ra, về việc thiết bị có thể tồn tại trong não bao lâu mà không bị từ chối. “Thành thật mà nói thì ít ai biết thiết bị có thể duy trì bao lâu trong não người được cấy ghép”, Nick Anetta - kỹ sư tại Viện Battelle Memorial (Ohio, Mỹ), và một nhà nghiên cứu khác, nhận định. “Nhưng chúng tôi nghĩ rằng nó có thể ở trong não trong vòng 5 năm”. Cũng chính vì điều này, hệ thống có thể sẽ không được áp dụng rộng rãi trong thời gian tới. Nhưng điều đó không có nghĩa là Burkhart sẽ là người đầu tiên và cuối cùng sử dụng thiết bị cấy ghép; một bệnh nhân thứ hai dự kiến sẽ được thực hiện điều tương tự vào hè này.
