‘Cầu nối số’ giữa não và cột sống giúp người tàn tật đi lại

Hơn một thập kỷ trước, một tai nạn đạp xe đã làm cho Gert-Jan Oskam bị tàn tật sau khi gây ra một chấn thương tuỷ sống. Bây giờ, anh ta có thể đứng dậy và đi lại một lần nữa nhờ vào một giao diện não-cột sống đổi mới (BSI) được phát triển bởi một đội ngũ các nhà thần kinh học Thụy Sĩ.

Để đi lại, não phải gửi một lệnh đến khu vực của tuỷ sống chịu trách nhiệm về điều khiển chuyển động. Nhưng một chấn thương tuỷ sống làm gián đoạn giao tiếp này.

“Ý tưởng của chúng tôi là thiết lập lại giao tiếp này với một “cầu nối số”, một giao tiếp điện giữa não và khu vực của tuỷ sống vẫn còn nguyên vẹn,” nói Giáo sư Grégoire Courtine, một trong những nhà thần kinh học hàng đầu của dự án.

Để làm điều đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một giao diện không dây giữa não và tuỷ sống bằng cách sử dụng công nghệ giao diện não-máy tính (BCI) biến suy nghĩ thành hành động. Kết quả là, Oksam bây giờ có thể đứng dậy, đi lại và leo cầu thang một cách tự nhiên chỉ bằng cách suy nghĩ về nó.

Để thiết lập cầu nối số này, hai cấy ghép điện tử trong não phát hiện hoạt động thần kinh khi Oskam muốn di chuyển chân. Những tín hiệu này sau đó được truyền đến một đơn vị xử lý, mà anh ta mang theo như một chiếc ba lô. Một thuật toán được phát triển đặc biệt giải mã chúng và gửi chúng dưới dạng hướng dẫn đến một cấy ghép điện tử khác, được cấy vào các khu vực tuỷ sống điều khiển chuyển động chân. Cấy ghép này hoạt động như một bộ kích thích thần kinh, từ đó kích thích cơ bắp di chuyển.

Oskam đã phải trải qua hai cuộc phẫu thuật và khoảng 40 buổi phục hồi để khôi phục lại sự di chuyển tự nguyện của đôi chân. “Điều đáng ngạc nhiên nhất, tôi nghĩ, đã xảy ra sau hai ngày,” anh nói trong một phỏng vấn. “Trong vòng năm đến 10 phút, tôi có thể kiểm soát cơ háng của mình.”

Điều đáng chú ý là Oskam cũng có thể đi lại một khoảng ngắn mà không cần thiết bị nếu anh sử dụng nạng. Các nhà nghiên cứu tin rằng thiết bị không chỉ cải thiện giác quan và thị giác chuyển động của anh, mà còn giúp phát triển các kết nối thần kinh mới.

Oksam là người duy nhất đã thử nghiệm công nghệ này, nhưng nhóm nghiên cứu đang tuyển chọn ba người để kiểm tra xem một thiết bị tương tự có thể khôi phục lại sự di chuyển của cánh tay. Các nhà thần kinh học tin rằng BSI cũng có thể mang lại kết quả hứa hẹn cho tình trạng tê liệt do đột quỵ.

Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne (EPFL) cùng các công ty liên quan dự án ONWARD medical và CEA đã nhận được tài trợ từ Hội đồng Đổi mới Châu Âu (EIC) để phát triển phiên bản thương mại của cầu nối số và làm cho công nghệ này trở nên phổ biến toàn cầu.

Bạn có thể tìm thấy nghiên cứu BSI tại đây.