Cánh tay giả điều khiển bằng dây thần kinh cột sống

Cánh tay giả điều khiển bằng dây thần kinh cột sống được nhóm các nhà khoa học từ Mỹ, Canada, Áo, Anh phát minh có thể hoạt động bằng các tín hiệu tế bào thần kinh tủy sống và được kiểm soát bằng sức mạnh tư duy của người bệnh sẽ hứa hẹn mở ra tương lai mới cho những người phải sử dụng chi giả.

Trên thực tế, vì các cơ đã bị hỏng nên người cụt tay sử dụng tay giả dù với công nghệ tiên tiến nhất cũng chỉ đáp ứng những xung động của cơ bắp. Theo Dario Farina - Giáo sư công nghệ sinh học tại Học viện Hoàng gia London, Anh: “Khi một cánh tay bị cụt các sợi thần kinh và cơ bắp cũng bị cắt đứt có nghĩa là nó rất khó khăn để cung cấp tín hiệu giúp cánh tay giả hoạt động”. Điều này dẫn đến hạn chế các thao tác của chi nhân tạo và giải thích lý do tại sao có khoảng 50% người cụt tay sử dụng tay giả chỉ với mục đích thẩm mỹ. Nhưng cánh tay giả mới này giúp phát hiện các tín hiệu từ tế bào thần kinh cột sống có thể di chuyển và thực hiện nhiều thao tác phức tạp hơn.

Cánh tay giả điều khiển bằng dây thần kinh cột sống hứa hẹn mở ra tương lai cho những người phải sử dụng chi giả.

Các nhà khoa học đã phát triển một bộ cảm biến có sử dụng các tín hiệu điện gửi từ những nơron vận động ở cột sống và tiến hành thí nghiệm với 6 tình nguyện viên có tay bị cắt cụt tới vai hoặc ở trên khuỷu tay. Những người này đều phải trải qua cuộc phẫu thuật nhỏ tại Đại học Y khoa Viena - nơi các bác sĩ kết nối tế bào thần kinh cột sống vận động - có nhiệm vụ kiểm soát cánh tay - với những cơ bắp còn nguyên vẹn trên cơ thể người bệnh - cánh tay, bắp tay, cơ ngực. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu giải mã và đọc các thông tin của những tín hiệu này, so sánh với thông tin với những bệnh nhân khỏe mạnh. Các tín hiệu sẽ được mã hóa thành một bộ đầu đủ các bệnh ở cánh tay, bàn tay để gửi đến cánh tay giả đã được gắn một bản vá cảm biến. “Công nghệ này cho phép chúng ta phát hiện và giải mã các tín hiệu rõ ràng hơn. Điều này mở ra khả năng cho sự phát triển của các bộ phận giả robot có thể mang lại nhiều lợi ích và được điều khiển trực giác hơn đối với bệnh nhân”, GS. Farina cho biết.

Sau khi phẫu thuật và thực hành nhiều lần, các tình nguyện viên đã có thể điều khiển tay giả bằng tư duy của mình, chỉ cần tưởng tượng đó là bàn tay của mình, họ đã học được cách cử động các khớp khuỷu tay, xoay tròn bàn tay bằng cách di chuyển cổ tay từ bên này sang bên kia cũng như nắm tay vào xòe tay ra. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học có thể giải mã một phần tín hiệu điện tử của các tế bào thần kinh vận động và hiển thị chúng trên mô hình máy tính. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ giải mã đầy đủ các tín hiệu điều khiển của thần kinh sau đó các nhà khoa học có thể tạo ra bộ phận giả, mô phỏng lại từng chuyển động của các chi khỏe mạnh để người bệnh có thể sử dụng bộ phận giả linh hoạt, thuận tiện như tay chân của chính mình.

Theo các con số thống kê, chỉ tính riêng tại Mỹ, mỗi năm có 185.000 ca phẫu thuật chi, các bệnh về mạch máu được cho là nguyên nhân chính. Tính đến năm 2012, số lượng các cựu chiến binh Mỹ bị thương tại Afghanistan và Iraq là 1.500 người tàn tật. Kể từ năm 2006, DAFPA đã dành 153 triệu đô-la Mỹ cho việc hỗ trợ lắp chi giả nhưng hiệu quả vẫn chưa cao. Phát minh này nếu được thử nghiệm thành công sẽ không chỉ làm thay đổi cuộc sống của những người khuyết tật mà còn mở ra tương lai cho ngành công nghiệp robot.

Quốc Tuấn

((Theo NA, 3/2017))