Đã xa rồi thời của những thủ thuật thăm dò não xâm nhập và gây nguy cơ cao, khi não bộ còn là “vùng đất” đầy bí ẩn hiếm khi chúng ta có thể chạm được vào mà không gây ra những hậu quả nặng nề.
Từ lịch sử...
Thời tiền sử. Thực ra, ở buổi hồng hoang, con người không có nhiều lựa chọn trong việc nghiên cứu bộ não. Phẫu thuật khoan sọ cổ xưa có lẽ là dạng “thăm dò não” thô bạo và sơ khai nhất. Nó thực sự được xem là thủ thuật ngoại khoa cổ nhất có bằng chứng khảo cổ học. Theo sự ghi nhận của lịch sử, phẫu thuật khoan sọ - bao gồm khoan một lỗ trên xương sọ được dùng để xua đuổi tà ma ra khỏi một người có hành vi bất thường. Về sau này, người ta sử dụng phẫu thuật khoan sọ để điều trị bệnh đau đầu, co giật và các rối loạn tâm thần, tuy nhiên điều này hiện được xem là phi khoa học.
Điện não (EEG) được dùng phát hiện động kinh và nhiều vấn đề thần kinh khác.
Thế kỷ 19. Sau nhiều năm nghiên cứu về ghi điện não (EEG) trên động vật, nhà tâm thần học Hans Berger đã lần đầu tiên ghi được điện não của người vào năm 1924. Tuy là một kỹ thuật không gây chảy máu và không dùng để điều trị bệnh, song đây là công cụ chẩn đoán quan trọng, trong đó da đầu của bệnh nhân được gắn những điện cực để ghi lại và theo dõi hoạt động của não. EEG được dùng để phát hiện động kinh và nhiều vấn đề thần kinh khác.
Những năm 1950, BS. Jose Delgado đã chế tạo ra Stimoceiver, một thiết bị được ông thử nghiệm trên não bò và điều khiển hướng đi của con vật. Stimoceiver khởi đầu của các loại thiết bị kích thích não sơ khai, bao gồm cấy vào não những điện cực được kết nối với thiết bị cồng kềnh bên ngoài để ghi lại hoạt động của não. Những thiết bị loại này gây nhiễm trùng ở nhiều bệnh nhân và cũng hạn chế vận động.
Những năm 1970, ốc tai điện tử hiện được hơn 200.000 người khiếm thính sử dụng, giúp bệnh nhân nghe được nhờ chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu điện gửi tới dây thần kinh thính giác. Tuy không được đưa trực tiếp vào não, ốc tai điện tử được đặt vào tai và nối với một điện cực ở não, kích thích thính giác.
Năm 1997, FDA đã phê chuẩn thủ thuật kích thích não sâu để điều trị run vô căn. Về sau, thủ thuật cũng được phép áp dụng để điều trị bệnh Parkinson, rối loạn trương lực và thậm chí là rối loạn ám ảnh - cưỡng bách. Trong kích thích não sâu, được sử dụng để điều trị bệnh Parkinson và bệnh tâm thần khá thành công, phẫu thuật viên đưa một điện cực qua một lỗ nhỏ trên hộp sọ và cấy nó vào não. Sau đó, xung điện được truyền qua dây dẫn vào não, ngăn chặn các tín hiệu điện bất thường liên quan với bệnh Parkinson. Tuy nhiên đây vẫn là một thủ thuật xâm nhập và do đó không hoàn toàn lý tưởng.
Em bé được cấy điện cực ốc tai giúp nghe được.
Đến hiện tại
Tuy vẫn là một cơ quan phức tạp bậc nhất trong cơ thể, song mới đây các nhà nghiên cứu của Trường đại học Harvard đã phát triển một loại thiết bị điện tử cực kỳ nhỏ và cực kỳ mềm mại tới mức có thể tiêm trực tiếp vào não, tại đó nó sẽ theo dõi hoạt động của não và thậm chí có thể điều trị được những bệnh như bệnh Parkinson hoặc liệt.
Các nhà nghiên cứu tin rằng, thiết bị này là một cuộc cách mạng, do nó có thể làm được rất nhiều việc bên trong cơ thể mà không gây hại cho mô tổ chức cũng như không gây ra bất kỳ biến chứng gì, ít nhất là ở trên chuột cho đến nay.
Charles Lieber, tác giả chính của nghiên cứu, đồng thời là một chuyên gia về công nghệ nano tại Trường đại học Harvard phát biểu: “Quá trình tiêm và đưa thiết bị điện tử siêu dẻo vào không gây tổn thương cho cấu trúc đích”.
Để đưa được thiết bị vào trong cơ thể của chuột thí nghiệm, đầu tiên các nhà nghiên cứu chế tạo bộ khung là những tấm mỏng chứa điện cực kim loại và các dây dẫn silicon. Sau đó, họ gắn cảm biến lên những lưới kim loại và silicon này với khoảng 90% không gian trống. Tấm lưới được cuộn lại khi đặt trong chất lỏng, sau đó họ có thể tiêm nó qua bơm tiêm tí hon. Khi đã vào cơ thể, tấm lưới mở ra trở lại hình dạng phẳng ban đầu để thực hiện công việc của mình.
“Điều này mở ra một mặt trận hoàn toàn mới nơi chúng ra có thể thăm dò sự tương tác giữa cấu trúc điện tử và sinh học. Trong 30 năm qua, con người đã có những bước tiến lớn trong kỹ thuật “dệt” vi thể cho phép chúng ta chế tạo những đầu dò cứng càng ngày càng nhỏ hơn”, ông Lieber phát biểu.
Và tương lai...
So với thiết bị mới tiềm năng của nhóm nghiên cứu Havard, những ví dụ về thăm dò và theo dõi hoạt động não từng có trong quá khứ có vẻ đã lỗi thời. Với nghiên cứu và thử nghiệm thêm trên người, nhóm của Lieber tin rằng lĩnh vực này sẽ thay đổi hoàn toàn.
ông Lieber cho biết: “Những kỹ thuật hiện có khá là thô bạo do cách kết nối não. Dù đó là đầu dò silicon hay polymer mềm... chúng cũng gây viêm ở mô khiến phải thay đổi vị trí hoặc kích thích định kỳ. Nhưng với những thiết bị điện tử “tiêm được” thì không còn như thế nữa. Chúng mềm dẻo hơn gấp cả triệu lần so với những thiết bị điện tử mềm dẻo hiện đại nhất và có kích thước nhỏ hơn cả tế bào. Chúng rất xứng với tên gọi “hướng thần kinh” - vì đặc tính “thích” tương tác với tế bào thần kinh”.
(Theo Medical Daily)
BS. Cẩm Tú
