#Cấyghépnaovàcột sống #Tiến bộ trong công nghệ điều trị chấn thương tủy sống #Giao diện não-xương sống #Khôi phục lại chuyển động tự nguyện
Năm 2011, Gert-Jan Oskam sống ở Trung Quốc bị tai nạn xe máy khiến anh liệt từ hông trở xuống. Nhưng giờ đây, thông qua sự kết hợp của các thiết bị, các nhà khoa học đã cho anh ta kiểm soát lại phần thân dưới của mình, từ đó anh có thể đứng, đi bộ và lên dốc chỉ với sự hỗ trợ của khung tập đi.
Theo một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu ở Thụy Sĩ đã mô tả bộ phận cấy ghép cung cấp một “cầu nối kỹ thuật số” giữa não của ông Oskam và tủy sống của ông, bỏ qua các phần bị thương. Nhờ đó, ông Oskam đã có dấu hiệu phục hồi thần kinh, đi lại bằng nạn khi đã tắt thiết bị cấy ghép.
Điều này đã đặt ra nhiều câu hỏi thú vị về quyền tự chủ và nguồn gốc của mệnh lệnh, khiến các nhà khoa học trong lĩnh vực này sẽ cố gắng đưa công nghệ này đến nhiều bệnh nhân hơn. Tuy nhiên, công việc vẫn còn nhiều hạn chế và yêu cầu nhiều ca phẫu thuật và thời gian vật lý trị liệu, và hiện tại hệ thống này vẫn không chữa được tất cả các trường hợp liệt tủy sống.
Nguồn: https://www.nytimes.com/2023/05/24/science/paralysis-brain-implants-ai.html
Gert-Jan Oskam đang sống ở Trung Quốc vào năm 2011 thì bị tai nạn xe máy khiến anh bị liệt từ hông trở xuống. Giờ đây, với sự kết hợp của các thiết bị, các nhà khoa học đã cho anh ta kiểm soát lại phần thân dưới của mình.
Ông Oskam nói trong một cuộc họp báo hôm thứ Ba: “Trong 12 năm, tôi đã cố gắng lấy lại đôi chân của mình. “Bây giờ tôi đã học được cách đi lại bình thường, tự nhiên.”
trong một học được công bố vào thứ Tư trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu ở Thụy Sĩ đã mô tả bộ phận cấy ghép cung cấp một “cầu nối kỹ thuật số” giữa não của ông Oskam và tủy sống của ông, bỏ qua các phần bị thương. Phát hiện này cho phép ông Oskam, 40 tuổi, đứng, đi bộ và lên dốc chỉ với sự hỗ trợ của khung tập đi. Hơn một năm sau khi cấy ghép, anh ấy vẫn giữ được những khả năng này và thực sự đã có dấu hiệu phục hồi thần kinh, đi lại bằng nạng ngay cả khi đã tắt thiết bị cấy ghép.
Grégoire Courtine, một chuyên gia về tủy sống tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, Lausanne, người đã giúp đỡ: “Chúng tôi đã nắm bắt được suy nghĩ của Gert-Jan và biến những suy nghĩ này thành sự kích thích tủy sống để thiết lập lại chuyển động tự nguyện. dẫn đầu nghiên cứu, cho biết tại cuộc họp báo.
Jocelyne Bloch, một nhà thần kinh học tại Đại học Lausanne, người đã đặt thiết bị cấy ghép cho ông Oskam, nói thêm: “Ban đầu, điều đó khá khoa học đối với tôi, nhưng ngày nay nó đã trở thành sự thật.”
Đã có một số tiến bộ trong công nghệ điều trị chấn thương tủy sống trong những thập kỷ gần đây. Vào năm 2016, một nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Courtine đứng đầu đã có thể khôi phục lại khả năng đi lại ở những con khỉ bị liệt, và một con khác đã giúp một người đàn ông giành lại quyền kiểm soát bàn tay bị liệt của mình. Vào năm 2018, một nhóm các nhà khoa học khác, cũng do Tiến sĩ Courtine dẫn đầu, đã nghĩ ra một cách để kích thích não bộ với máy phát xung điện, cho phép những người bị liệt một phần có thể đi bộ và đi xe đạp trở lại. Năm ngoái, cao cấp hơn quy trình kích thích não cho phép các đối tượng bị liệt bơi lội, đi bộ và đạp xe trong vòng một ngày điều trị.
Ông Oskam đã trải qua các thủ thuật kích thích trong những năm trước và thậm chí đã lấy lại được một số khả năng đi lại, nhưng cuối cùng tình trạng sức khỏe của ông vẫn chững lại. Tại cuộc họp báo, ông Oskam nói rằng những công nghệ kích thích này đã khiến ông cảm thấy có điều gì đó xa lạ về sự vận động, một khoảng cách xa lạ giữa tâm trí và cơ thể của ông.
Giao diện mới đã thay đổi điều này, anh ấy nói: “Sự kích thích trước đây đang kiểm soát tôi, và bây giờ tôi đang kiểm soát sự kích thích đó.”
Trong nghiên cứu mới, giao diện não-xương sống, như cách gọi của các nhà nghiên cứu, đã tận dụng một bộ giải mã suy nghĩ trí tuệ nhân tạo để đọc ý định của ông Oskam — có thể phát hiện được dưới dạng tín hiệu điện trong não — và khớp chúng với các chuyển động của cơ. Nguyên nhân của chuyển động tự nhiên, từ suy nghĩ đến ý định đến hành động, đã được bảo tồn. Sự bổ sung duy nhất, như Tiến sĩ Courtine đã mô tả, là cây cầu kỹ thuật số bắc qua các phần bị thương của cột sống.
Andrew Jackson, một nhà thần kinh học tại Đại học Newcastle, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Nó đặt ra những câu hỏi thú vị về quyền tự chủ và nguồn gốc của mệnh lệnh. Bạn đang tiếp tục làm mờ đi ranh giới triết học giữa đâu là bộ não và đâu là công nghệ.”
Tiến sĩ Jackson nói thêm rằng các nhà khoa học trong lĩnh vực này đã đưa ra giả thuyết về việc kết nối não với các thiết bị kích thích tủy sống trong nhiều thập kỷ, nhưng đây là lần đầu tiên họ đạt được thành công như vậy ở một bệnh nhân người. Ông nói: “Nói thì dễ, làm thì khó hơn nhiều.
Để đạt được kết quả này, đầu tiên các nhà nghiên cứu đã cấy các điện cực vào hộp sọ và cột sống của ông Oskam. Sau đó, nhóm đã sử dụng một chương trình máy học để quan sát phần nào của não sáng lên khi anh ta cố gắng di chuyển các bộ phận khác nhau trên cơ thể. Bộ giải mã suy nghĩ này có thể khớp hoạt động của một số điện cực nhất định với những mục đích cụ thể: Một cấu hình sáng lên bất cứ khi nào ông Oskam cố gắng cử động mắt cá chân, một cấu hình khác khi ông ấy cố gắng di chuyển hông.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thuật toán khác để kết nối bộ phận cấy ghép não với bộ phận cấy ghép cột sống, được thiết lập để gửi tín hiệu điện đến các bộ phận khác nhau trên cơ thể anh ta, kích hoạt chuyển động. Thuật toán có thể tính đến những thay đổi nhỏ về hướng và tốc độ của mỗi lần co cơ và thả lỏng. Và bởi vì các tín hiệu giữa não và cột sống được gửi đi sau mỗi 300 mili giây nên ông Oskam có thể nhanh chóng điều chỉnh chiến lược của mình dựa trên những gì hiệu quả và những gì không hiệu quả. Trong buổi điều trị đầu tiên, anh ấy có thể vặn cơ hông.
Trong vài tháng tới, các nhà nghiên cứu đã tinh chỉnh giao diện não-cột sống để phù hợp hơn với các hành động cơ bản như đi và đứng. Ông Oskam đã có được dáng đi trông có vẻ khỏe mạnh và có thể đi qua các bậc thang và dốc tương đối dễ dàng, ngay cả sau nhiều tháng mà không cần điều trị. Hơn nữa, sau một năm điều trị, anh ấy bắt đầu nhận thấy những cải thiện rõ ràng trong cử động của mình mà không cần sự trợ giúp của giao diện não-cột sống. Các nhà nghiên cứu đã ghi lại những cải tiến này trong các bài kiểm tra khả năng chịu trọng lượng, giữ thăng bằng và đi bộ.
Giờ đây, ông Oskam có thể đi lại một cách hạn chế quanh nhà, lên xuống ô tô và đứng ở quán bar để uống nước. Lần đầu tiên, anh ấy nói, anh ấy cảm thấy như mình là người kiểm soát.
Các nhà nghiên cứu thừa nhận những hạn chế trong công việc của họ. Ý định tinh vi trong não rất khó phân biệt, và mặc dù giao diện não-cột sống hiện tại phù hợp với việc đi bộ, nhưng có lẽ điều tương tự không thể xảy ra đối với việc khôi phục chuyển động của phần trên cơ thể. Việc điều trị cũng xâm lấn, đòi hỏi nhiều ca phẫu thuật và hàng giờ vật lý trị liệu. Hệ thống hiện tại không chữa được tất cả các trường hợp liệt tủy sống.
Nhưng nhóm đã hy vọng rằng những tiến bộ hơn nữa sẽ làm cho việc điều trị dễ tiếp cận hơn và hiệu quả hơn một cách có hệ thống. “Đây là mục tiêu thực sự của chúng tôi,” Tiến sĩ Courtine nói, “để cung cấp công nghệ này trên toàn thế giới cho tất cả những bệnh nhân cần nó.”
