(SKDS) - Não bộ của con người không thể chỉ huy cơ quan vận động (xương - cơ - khớp) nếu như không có tủy sống. Hầu như những trường hợp liệt tủy, đứt tủy thì nạn nhân đều bị mất chức năng vận động chân tay. Và, ý tưởng “bắc cầu tủy sống” ra đời mang hy vọng giúp những nạn nhân này có thể phục hồi chức năng vận động...
Nguyên tắc sinh học
Nguyên tắc cấu trúc của hệ thần kinh trung ương bao giờ cũng gồm não bộ và tủy sống. Não bộ là sự tiến hoá cao cấp của loài người, còn tủy sống là cấu trúc mang tính tự động của động vật. Dù muốn hay không thì hoạt động điều phối của hệ thần kinh không thể đi ra khỏi quỹ đạo của những cấu trúc này.
 |
Não bộ của con người dù có cao cấp, thông minh và tài giỏi thế nào đi chăng nữa thì nó không thể chỉ huy cơ quan vận động nếu như không có tuỷ sống. Tuỷ sống là trung khu tiếp nối thần kinh và dẫn truyền thần kinh đường dài. Không có tuỷ sống, xung động thần kinh đến ngoại vi sẽ bị suy yếu dần và không còn đủ khả năng hoạt hoá hệ thống cơ.
Nhưng cho dù tuỷ sống có thể khuếch đại đến bao nhiêu thì nó không thể tự hoạt động nếu như không có sự chỉ huy của não bộ. Tuỷ sống không ra được mệnh lệnh xử lý thông tin cao cấp. Nó chỉ thực hiện những chức năng tự động và phản xạ mà thôi.
Cho nên hầu như những trường hợp liệt tuỷ, đứt tuỷ thì nạn nhân đều bị mất chức năng vận động ở những vùng tương ứng. Đó là vì khâu dẫn truyền vận động bị mất một bộ phận quan trọng. Xung động thần kinh được tạo ra ở não bộ nhưng không thể truyền đến chân tay do mất khâu tiếp nối tuỷ. Hiện nay, y học hiện đại chưa thể tìm ra được giải pháp nào nối ghép tuỷ thành công và gần như không có cơ may cho người bị đứt đoạn tủy.
Đây thực sự là một điều rất đáng suy nghĩ. Bởi trong trường hợp này não bộ hoàn toàn bình thường và khả năng ra mệnh lệnh hoàn toàn chuẩn xác. Nếu như có một cách nào đó truyền trực tiếp xung tác từ não bộ đến thẳng cơ thì có thể tạo ra hy vọng cho những nạn nhân không may. Và ý tưởng “bắc cầu tủy sống” được triển khai
Thử làm trái tự nhiên
Ý tưởng “bắc cầu tủy sống” là một ý tưởng vô cùng mới mẻ và táo bạo. Bởi vì như vậy nó hoàn toàn đi chệch khỏi nguyên tắc tự nhiên. Con người ta có thể hoàn toàn vận động bình thường mà không cần sự ráp nối thần kinh giữa não bộ và tủy sống. Chỉ cần tạo ra một kết nối trực tiếp, là xung tác thần kinh từ não bộ được truyền thẳng đến cơ.
“Bắc cầu tủy sống” thực chất là một kết nối thần kinh nhân tạo giữa não bộ và hệ thống cơ trên chân tay. Sự kết nối nhân tạo này sẽ phục hồi vận động bàn tay, vốn rất cần thiết cho những bệnh nhân bị liệt do đứt đoạn tủy. Mặc dù chưa được áp dụng trên người nhưng ý tưởng này đã thành công trên khỉ và mở ra một hướng mới đi ngược lại tự nhiên.
 Thiết bị thần kinh giả được thử nghiệm trên khỉ. |
“Bắc cầu tủy sống” là ý tưởng khoa học sáng tạo và táo bạo của các nhà khoa học thuộc Đại học Chicago (bang Illinois, Mỹ). Thực hiện kỹ thuật “bắc cầu tủy sống” là một thiết bị ngoại vi hoạt động dựa trên nguyên tắc “tương tác não bộ - máy móc”, gọi tắt là “thiết bị thần kinh giả”. Đây là một thiết bị công nghệ có kích thước khá nhỏ, có thể đặt vào trong cơ cánh tay. Nó có hai hệ thống điện cực và một bộ vi xử lý trung tâm. Một hệ thống điện cực não bao gồm rất nhiều điện cực có thể thu nhận tín hiệu thần kinh của 100 tế bào não và chúng sẽ thực hiện chức năng điều khiển bàn tay.
Một hệ thống điện cực khác là hệ thống điện cực cơ bao gồm các điện cực nhỏ được cắm trực tiếp vào cơ. Các điện cực này sẽ truyền tín hiệu thần kinh từ điện cực não tới cơ và khiến cho cơ co. Bộ vi xử lý có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu thần kinh thu nhận được từ não. Nó nằm giữa và kết nối hệ thống điện cực não bộ và hệ thống điện cực cơ.
Như vậy là nếu như não bộ hoạt động bình thường thì nó hoàn toàn có thể phát ra mệnh lệnh thần kinh điều khiển. Nếu như chúng ta thu nhận được những xung động thần kinh này và truyền tới cơ thì cơ sẽ co được bình thường. Vấn đề chỉ nằm ở chỗ liệu chúng ta có thu đủ được xung động thần kinh cần thiết hay không và liệu chúng ta có thể điều khiển cơ theo ý muốn hay không?
Thiết bị thần kinh giả được thực hiện thí nghiệm trên khỉ để kiểm tra khả năng thành công. Kết quả thật ấn tượng, khi được phẫu thuật cấy ghép thiết bị thần kinh giả, cả hai chú khỉ thực nghiệm đều có thể vận động tay, một điều không thể thực hiện khi tủy bị đứt đoạn.
Mặc dù vận động của những chú khỉ còn gượng gạo, nhưng nó chứng tỏ một điều, xung tác thần kinh đã được truyền nguyên vẹn tới chi thể.
Trong tương lai, khó khăn trong khâu nối đoạn tủy có thể sẽ được gỡ rối bằng thiết bị thần kinh giả. Trưởng nhóm nghiên cứu Lee E. Miller cho biết: Cơ hội điều khiển bàn tay và bàn chân của những nạn nhân không may bị tổn thương tủy sống có thể sẽ không còn xa vời.
NamPhong (Theo Nature)