Nathan Copeland, một người đàn ông 28, người không thể cảm nhận hoặc di chuyển tay và chân dưới sau tai nạn xe hơi, đã lấy lại được cảm giác chạm qua cánh tay robot mà anh ta điều khiển bằng não.

Phẫu thuật của Copeland, liên quan đến việc cấy bốn mảng vi điện cực nhỏ, mỗi mảng chỉ bằng một nửa nút áo trong não, là một nghiên cứu y học đầu tiên.

Bộ cấy kết nối với Giao diện máy tính não (BCI), được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Pittsburgh. Nhóm nghiên cứu mô tả kết quả trong Science Translational Medicine.

“Kết quả quan trọng nhất trong nghiên cứu này là sự kích thích vi mô của vỏ não cảm giác có thể tạo ra cảm giác tự nhiên thay vì ngứa ran,” đồng tác giả nghiên cứu Andrew B. Schwartz, giáo sư sinh học thần kinh và chủ trì hệ thống khoa học thần kinh cho biết. “Sự kích thích này là an toàn và những cảm giác được gợi lên sẽ ổn định trong nhiều tháng.

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

Vẫn còn rất nhiều nghiên cứu cần được thực hiện để hiểu rõ hơn các mô hình kích thích cần thiết để giúp bệnh nhân thực hiện các chuyển động tốt hơn.

Đây không phải là nỗ lực đầu tiên của nhóm tại BCI. Bốn năm trước, đồng tác giả nghiên cứu Jennifer Collinger, trợ lý giáo sư về y học vật lý và phục hồi chức năng, đồng thời là nhà khoa học nghiên cứu cho Hệ thống chăm sóc sức khỏe VA Pittsburgh, và nhóm nghiên cứu đã chứng minh BCI giúp Jan Scheuermann, người bị liệt tứ chi do bệnh thoái hóa. Video Scheuermann tự ăn sô cô la sử dụng cánh tay robot điều khiển tâm trí đã được nhìn thấy trên khắp thế giới. Trước đó, Tim Hemmes, bị liệt trong một tai nạn xe máy, đưa tay chạm vào bạn gái.

Nhưng cách cánh tay của chúng ta tự nhiên di chuyển và tương tác với môi trường xung quanh chúng ta không chỉ là do suy nghĩ và di chuyển các cơ bắp phù hợp. Chúng ta có thể phân biệt giữa một miếng bánh và một lon soda thông qua cảm ứng, nhấc chiếc bánh nhẹ nhàng hơn cái lon. Phản hồi liên tục mà chúng ta nhận được từ cảm giác chạm là vô cùng quan trọng vì nó cho não biết nơi cần di chuyển và bao nhiêu.

Đối với nhà lãnh đạo nghiên cứu Robert Gaunt, trợ lý giáo sư vật lý và phục hồi chức năng, đó là bước tiếp theo của BCI.

Khi Gaunt và các đồng nghiệp đang tìm kiếm ứng cử viên phù hợp, họ đã phát triển và cải tiến hệ thống của họ sao cho đầu vào từ cánh tay robot được truyền qua một mảng vi điện cực được cấy vào não nơi đặt các tế bào thần kinh điều khiển chuyển động và chạm tay. Mảng vi điện tử và hệ thống điều khiển của nó, được phát triển bởi Blackrock microsystems, cùng với cánh tay robot, được chế tạo bởi Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, tạo thành tất cả các mảnh ghép.

Câu chuyện của Copeland

Vào mùa đông của 2004, Copeland, lúc đó là 18, đang lái xe vào ban đêm trong thời tiết mưa khi anh gặp tai nạn xe hơi bị gãy cổ và bị thương tủy sống, khiến anh bị liệt tứ chi từ ngực trên xuống.

Sau tai nạn, anh đã đăng ký vào sổ đăng ký bệnh nhân sẵn sàng tham gia thử nghiệm lâm sàng. Gần một thập kỷ sau, nhóm nghiên cứu hỏi liệu anh ta có hứng thú tham gia vào nghiên cứu thực nghiệm không.

Sau khi anh vượt qua các bài kiểm tra sàng lọc, Copeland được đưa vào phòng mổ vào mùa xuân năm ngoái. Các kỹ thuật hình ảnh đã được sử dụng để xác định các vùng chính xác trong não của Copeland tương ứng với cảm xúc trong từng ngón tay và lòng bàn tay của anh ấy.

Tôi có thể cảm nhận được tất cả mọi ngón tay. Đó là một cảm giác thực sự kỳ lạ, đó là một tháng sau khi phẫu thuật. Đôi khi nó cảm thấy điện và đôi khi áp lực của nó, nhưng đối với hầu hết các phần, tôi có thể nói với hầu hết các ngón tay với độ chính xác xác định. Cảm giác như ngón tay của tôi đang bị chạm hoặc đẩy.

Tại thời điểm này, Copeland có thể cảm thấy áp lực và phân biệt cường độ của nó ở một mức độ nào đó, mặc dù anh ta không thể xác định được một chất nóng hay lạnh, giải thích đồng nghiên cứu và bác sĩ phẫu thuật thần kinh Elizabeth Tyler-Kabara.

Gaunt nói rằng mọi thứ về công việc đều nhằm tận dụng những khả năng tự nhiên, hiện có của bộ não để mang lại cho mọi người những gì đã mất nhưng không bị lãng quên.

Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một hệ thống di chuyển và cảm giác giống như một cánh tay tự nhiên, ông nói Gaunt. Chúng tôi có một chặng đường dài để đến đó, nhưng đây là một khởi đầu tuyệt vời.

Chương trình Chân giả hóa của Cơ quan Nghiên cứu Dự án Tiên tiến đã cung cấp phần lớn kinh phí.

nguồn: Đại học Pittsburgh

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon