Thử nghiệm thành công chip gắn não có thể nhận biết và làm giảm cơn đau trong tích tắc

Đại học Y New York đã phát triển một loại thiết bị cấy não được thiết kế để nhận biết các cơn đau trong thời gian thực và truyền đi các kích thích não bộ giúp giảm đau.

Thiết bị này vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm nhưng một bằng chứng mới đây đã cho thấy khả năng hoạt động hiệu quả trên chuột.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Y New York đã phát triển một loại thiết bị cấy não được thiết kế để nhận biết các cơn đau trong thời gian thực, đồng thời truyền đi các kích thích não bộ giúp giảm đau. Thiết bị này vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm nhưng trong thử nghiệm mới, nó cho thấy khả năng hoạt động hiệu quả trên chuột.

Khoảng cách giữa viễn tưởng và thực tại vẫn còn khá xa khi nói tới thiết bị cấy não. Ngoài một số thí nghiệm trên người bị bại liệt, với kết quả đầy triển vọng như có lại cảm giác xúc giác hay điều khiển máy tính bằng tâm trí, hầu hết các nghiên cứu vẫn còn trong giai đoạn thai nghén.

Các thử nghiệm trên động vật đã cho thấy những bước tiến của công nghệ, ví dụ như thử nghiệm do công ty của Elon Musk NeuroLink.

Các thử nghiệm trên động vật đã cho thấy những bước tiến của công nghệ, ví dụ như thử nghiệm của công ty Neuralink do Elon Musk đồng sáng lập, đã gắn chip lên não heo, hay cho khỉ chơi Ping Pong. Giờ đây một nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị có khả năng nhận biết tín hiệu cơn đau trên não và phản ứng ngay lập tức với tín hiệu giảm đau.

Đây là một giao diện máy tính – não bộ khép kín. Các thiết bị dạng này từng được nghiên cứu nhằm phát hiện và trị liệu các cơn co giật nhưng đây là lần đầu tiên hệ thống được sử dụng để trị liệu giảm đau.

Thiết bị trong nghiên cứu này giao tiếp với hai vùng não bộ. Một chuỗi điện cực nhận biết và giải mã tín hiệu cơn đau trên một vùng và một hệ thống quang-di truyền kích thích các tế bào thần kinh biến đổi gen ở vùng thùy não để giảm đau. Quá trình nào tạo ra một vòng lặp phản hồi thần kinh giúp giảm đau ngay khi xuất hiện.

Giao diện thiết bị cấy não

Jim Wang, tác giả của nghiên cứu cho biết bản chất tự động của hệ thống này giảm thiểu rủi ro lạm dụng và hiện tượng lờn vì bệnh nhân không có khả năng tự kích hoạt hệ thống. Thêm vào đó, thiết bị tập trung vào ức chế não bộ xử lý tín hiệu cơn đau nên nó không kích thích các cơ chế thưởng như thuốc phiện.

Các thử nghiệm trên chuột cho kết quả hoạt động hiệu quả 80%, bao gồm các loại tín hiệu đau, từ đau do va chạm hay nhiệt độ, đau nhức thần kinh hay do sưng viêm.

Hệ thống này cũng hiệu quả trong việc ức chế một lượng các phản ứng đau mang tính hành vi trên động vật, cho thấy khả năng giảm đau cấp tính. Trong một thử nghiệm, động vật rút tay ra khỏi kích thích đau chậm hơn khi thiết bị hoạt động. Điều này chứng tỏ cường độ cơn đau đã giảm đi đáng kể.

” Kết luận cho thấy thiết bị cấy này là một chiến thuật trị liệu giảm đau hiệu quả ngay cả trên các ca mà triệu chứng rất khó kiểm soát hay xác định căn nguyên .” – Wangs cho biết.

Đương nhiên, nghiên cứu này vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm và còn lâu mới có thể được ứng dụng thực tế trên người. Ngoài các vấn đề về sinh lý cần giải quyết trong việc cấy công nghệ này lên não người, các nhà khoa học cũng thẳng thắn thừa nhận các khó khăn khác. Con người không có các vùng não nhất định có vai trò độc lập trong xử lý các cơn đau, nên nghiên cứu cần tìm ra vùng não hợp lý nhất để thiết bị có thể hoạt động. Điều không tránh khỏi khác là sự kích hoạt của một số vùng não có thể gây ra các biến chứng khó lường. Do đó để hiện thực hóa công nghệ này các nhà nghiên cứu sẽ mất nhiều thời gian để trau dồi kiến thức.

“Kết luận cho thấy thiết bị cấy này là một chiến thuật trị liệu giảm đau hiệu quả ngay cả trên các ca mà triệu chứng rất khó kiểm soát hay xác định căn nguyên.” – Wangs cho biết.

Dù sao thì thử nghiệm này cũng chỉ ra vô số tiềm năng cho các thiết bị cấy não khép kín có khả năng nhận biết các tín hiệu trong thời gian thực và đưa ra tín hiệu điều chỉnh để trị liệu ngay lập tức. Qiaosheng Zhang, nghiên cứu viên chính trong dự án, giả thiết rằng các thiết bị tương tự còn có thể điều trị các chứng rối loạn thần kinh.

“Kết quả cho thấy thiết bị này có thể giúp các nhà khoa học hiểu hơn về cách mà đau đớn hoạt động trong não bộ. Thêm vào đó, nó có thể cho phép chúng ta tìm ra các liệu pháp không dùng thuốc cho các chứng rối loạn thần kinh như trầm cảm, lo lắng và sang chấn.”

Nghiên cứu này được đăng trong tạp chí Nature Biomedical Engineering.