Công nghệ giúp người mù nhìn thấy

Các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp cung cấp hình ảnh trực tiếp từ camera vào não của người khiếm thị.

Công nghệ này vẫn đang ở trong giai đoạn mới phát triển, nhưng đã mang lại hi vọng về một cuộc sống tốt đẹp hơn đối với những người mù.

“Nhìn” không cần mắt

Nghiên cứu của các nhà khoa học ở Houston (Mỹ) là bước tiến lớn trong việc tạo ra cấy ghép thị giác, cho phép người mù lấy lại một phần khả năng thị giác bị mất. Mặc dù thiết bị như vậy sau nhiều năm nữa mới được đưa ra thị trường, nhưng nhờ công trình của các nhà khoa học, những người khiếm thị tham gia nghiên cứu có thể “nhìn thấy” đường bao các hình dạng, dựa vào các chuỗi tín hiệu điện do camera gửi đến não.

Cách tiếp cận mới “phớt lờ” đôi mắt và cung cấp các chuỗi tín hiệu điện trực tiếp đến não, cảm giác nhìn thấy các hình dạng phát ra ánh sáng khác nhau. Các công việc nghiên cứu tiếp theo về cấy ghép thị giác có thể trả lại một phần khả năng “nhìn” cho những người khiếm thị hoặc bị hỏng dây thần kinh thị giác.

Sự kích thích điện đối với vỏ não thị giác khiến cho những người được điều trị theo cách này “trông thấy” các chớp sáng gọi là đom đóm mắt (phosphene). Đây là những hiện tượng có nguồn gốc không phải là ánh sáng mà là hệ thần kinh. Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng điện như một cây bút để xác định các hình dạng trực tiếp lên vỏ não thị giác.

Cung cấp hình ảnh trực tiếp cho não

Tham gia vào thí nghiệm có 6 người tình nguyện, được gắn hệ thống điện cực vào não. Trong số đó có 2 người bị mù, còn 4 người kia có thị lực bình thường.

Cấy một vật gì đó lên não là công việc đặc biệt nguy hiểm, vì thế 4 người tham gia thí nghiệm có thị lực bình thường nói trên được cấy điện cực trong khuôn khổ chương trình điều trị các dạng động kinh khác nhau. Hai người mù đồng ý được cấy implant vào não trong khuôn khổ các nghiên cứu về thiết bị cấy ghép thị giác.

Các nhà khoa học đã lần lượt kích thích các điện cực trong một trình tự giống như viết chữ. Quá trình này có thể so sánh với việc viết chữ cái “N” bằng ngón tay lên lưng của người thứ hai: di chuyển ngón tay lên trên, sau đó xuống dưới rồi lại di chuyển lên trên. Phương pháp này giúp người tiếp nhận tín hiệu cảm nhận được các hình dạng.

Điện cực cấy ghép hoạt động cả ở những người mắt sáng cũng như những người khiếm thị (bị mất thị lực ở tuổi trưởng thành). Mặc dù công nghệ này vẫn đang ở trong giai đoạn rất non trẻ, việc cấy ghép thiết bị vào não có thể mở ra khả năng sử dụng thiết bị để kích thích não và trả lại, dù chỉ một phần, thị lực đã mất.

“Khi chúng tôi sử dụng kích thích điện để “viết chữ” trực tiếp lên não bệnh nhân, họ có thể “nhìn thấy” hình dạng chữ cái” – nhà khoa học Daniel Yoshor, đồng tác giả công trình nghiên cứu, cho biết như vậy.

Cấy ghép thị giác

Những thử nghiệm kích thích vỏ não thị giác trước đó tỏ ra ít hiệu quả. Các phương pháp trước đây coi mỗi điện cực cắm vào não như là một điểm ảnh (pixel) trên màn hình. Kích thích nhiều điện cực, các nhà khoa học gây cảm giác “nhìn thấy” các đốm sáng ở những người tham gia nghiên cứu, tuy nhiên những người này rất khó nhận ra hình dạng. “Thay cho việc xây dựng các hình dạng từ nhiều điểm sáng, chúng ta theo dõi đường bao quanh” – ông Michael Beauchamp, tác giả chính của công trình nghiên cứu, giải thích.

Cho đến nay, người ta mới thử các hình dạng đơn giản, chẳng hạn như các chữ cái C hay W. Trong quá trình thí nghiệm, một trong những người mù đã có thể nhận biết được 86 hình dạng trong 1 phút. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, đường viền bao quanh các đối tượng điển hình, như nhà cửa, ô tô hay thậm chí khuôn mặt người thân, có thể được mô tả trực tiếp lên não.

Cách tiếp cận này, theo các nhà khoa học, cho thấy những người mù có thể lấy lại khả năng phát hiện và nhận biết các dạng khả kiến bằng công nghệ đưa thông tin thị giác trực tiếp vào não bộ. Thế nhưng, các nhà khoa học cho rằng trước khi công nghệ này được áp dụng trong thực hành lâm sàng, chúng ta cần phải vượt qua một vài trở ngại.

“Vỏ não thị giác, nơi được cấy các điện cực, chứa nửa tỷ nơ ron. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi chỉ kích thích một phần nhỏ các nơ ron đó. Bước đi quan trọng tiếp theo sẽ là hợp tác với các kỹ sư thần kinh học nhằm mục đích phát triển các hệ thống chứa hàng ngàn điện cực.

Điều đó sẽ giúp chúng tôi kích thích não chính xác hơn. Cùng với phương tiện mới, các thuật toán kích thích hoàn thiện hơn sẽ giúp thực hiện ước mơ cung cấp các dữ liệu hình ảnh hữu ích trực tiếp đến não của người khiếm thị. Đối với nhiều người khiếm thị, khả năng “nhìn thấy” hình dáng các thành viên trong gia đình hay khả năng tự định hướng là một tiến bộ tuyệt vời” – ông Michael Beauchamp nói.

Chứng mù ở phần lớn những người khiếm thị lớn tuổi có nguyên nhân từ việc mắt hoặc thần kinh thị giác bị thương tổn. Trong nhiều thập niên, các nhà nghiên cứu đề xuất phát triển công cụ có thể hoàn trả khả năng “nhìn”, không thông qua cặp mắt bị hỏng mà cung cấp các thông tin trực quan từ camera đến não. Trên tạp chí “Cell”, các nhà khoa học ở Trường ĐH Y khoa Houston (Mỹ) đã miêu tả những điện cực cấy ghép(implant) kích thích vỏ não thị giác để “nhìn thấy” các hình dạng mà không cần mắt.