Công nghệ giúp người bị liệt hoạt động nhờ phục hồi chức năng não

Anh Gert-Jan Oskam, bệnh nhân tại Thụy Sĩ, từng bị chấn thương gây liệt cột sống phải ngồi xe lăn, nhưng hiện giờ, anh đã có thể đi lại được nhờ thiết bị cấy vào não và tủy sống.

Các nhà khoa học cho biết đã cấy vào giữa não và tủy sống của anh Oskam một "cầu nối kỹ thuật số" để giảm thiểu các chấn thương. Thiết bị này cho phép người bị liệt có thể đứng, đi bộ và leo dốc chỉ với sự hỗ trợ của khung tập đi. Hơn một năm sau khi cấy ghép, anh Oskam vẫn giữ được khả năng vận động và có dấu hiệu phục hồi thần kinh, đi lại được bằng nạng ngay cả khi đã tắt thiết bị cấy ghép.

Giáo sư Grégoire Courtine - Chuyên gia khoa học thần kinh Thụy Sĩ cho biết: Anh ấy không chỉ có thể sử dụng thiết bị để kiểm soát cơ bắp bị liệt của mình mà còn nhận thấy sự phục hồi chức năng thần kinh mà anh ấy đã bị mất trong nhiều năm, qua đó có thể thấy rằng thiết bị này cũng thúc đẩy sự phát triển của các kết nối thần kinh mới.

Anh Oskam tham gia thử nghiệm này từ năm 2018. Sau phẫu thuật cấy ghép các thiết bị, các kênh liên lạc thần kinh nhanh chóng được thiết lập, anh Oskam có thể bước đi trong vòng 1 ngày dưới sự hướng dẫn của huấn luyện viên. Nhờ đó, anh đã có thể tự đi lại được trong hơn 1 năm qua và làm những việc mình yêu thích.

Anh Gert-jan Oskam - Bệnh nhân chấn thương tủy sống, Thụy Sĩ chia sẻ: Chỉ 5-10 phút là tôi có thể kiểm soát được hông, kiểu như thiết bị cấy trong não của tôi có thể biết được tôi đang muốn điều khiển hông, thế là kết quả thật tuyệt vời".

Trong nghiên cứu mới, các chuyên gia đã tận dụng bộ giải mã suy nghĩ trí tuệ nhân tạo để đọc các ý nghĩ của anh Oskam, phát đi dưới dạng điện tín và ghép chúng với chuyển động cơ. Sau đó, họ bổ sung cầu nối kỹ thuật số vào các phần bị thương của cột sống.

Để làm được điều này, các chuyên gia đã cấy điện cực vào hộp sọ và cột sống của anh Oskam. Sau đó, nhóm sử dụng chương trình học máy để quan sát phần nào của bộ não sáng lên khi anh cố gắng di chuyển những bộ phận khác nhau trên cơ thể. Bộ giải mã suy nghĩ có thể khớp hoạt động của một số điện cực với những mục đích cụ thể, khi anh Oskam cố gắng cử động mắt cá chân hay hông.

Tiếp đến, các nhà khoa học sử dụng thuật toán khác để kết nối não với cột sống, từ đó gửi tín hiệu khác nhau đến bộ phận của cơ thể và kích hoạt chuyển động. Vì các tín hiệu được gửi đi sau mỗi 300 mili giây, anh Oskam có thể nhanh chóng điều chỉnh suy nghĩ.

Giáo sư Grégoire Courtine - Chuyên gia khoa học thần kinh Thụy Sĩ cho biết thêm: Chúng tôi ghi lại các tín hiệu do não phát ra, chúng tôi giải mã các tín hiệu này bằng trí tuệ nhân tạo, giúp dự đoán suy nghĩ của bệnh nhân, rồi mã hóa trở lại các tín hiệu này để kích thích tủy sống thực hiện động tác mà bệnh nhân muốn".

Anh Oskam là người đầu tiên tham gia thử nghiệm, tuy nhiên, các nhà nghiên cứu rất hy vọng về khả năng giúp người liệt khác đi lại được.

Bà Jocelyne Bloch - Bác sĩ phẫu thuật thần kinh Thụy Sĩ cho rằng: Dự án này cho thấy một điều hoàn toàn mới, không còn là khoa học viễn tưởng nữa, chúng ta có thể mang lại hy vọng cho những người bị chấn thương tủy sống, họ sẽ đi lại được nhờ phương pháp kết nối không dây này.

Các nhà nghiên cứu hy vọng cấy ghép giao diện não-tủy sống có thể giúp ích cho những người bị đột quỵ. Đồng thời, các nhà khoa học cũng đang tìm cách giảm kích thước của thiết bị hỗ trợ để dễ dàng hơn cho người bệnh.

Theo các nhà nghiên cứu, khái niệm về cầu nối kỹ thuật số giữa não và tủy sống mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị các khiếm khuyết vận động do rối loạn thần kinh./.