Nằm ở mặt sau của mắt, võng mạc là một lớp tế bào thần kinh có chức năng chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu cho phép chúng ta nhìn thấy. Các nhà khoa học đã phát triển các thiết bị kích thích dây thần kinh thị giác, hứa hẹn ứng dụng phục hồi thị lực cho người mù.
Nghiên cứu của Đại học Miguel Hernández - Tây Ban Nha
Theo nghiên cứu được đăng trên Tạp chí The Journal of Clinical Investigation từ Đại học Miguel Hernández - Tây Ban Nha, các nhà khoa học đã thử nghiệm hệ thống kết hợp một "võng mạc nhân tạo" được gắn trên cặp kính thông thường. Khi bệnh nhân mù đeo kính vào, thiết bị dò tìm ánh sáng, chuyển ánh sáng thành tín hiệu điện và truyền tới ma trận ba chiều gồm 96 điện cực siêu nhỏ được cấy vào não bệnh nhân.
Bộ phận cấy chỉ rộng 4mm và mỗi điện cực nhỏ dài 1,5 mm. Chúng được cấy vào não, vừa kích thích vừa theo dõi hoạt động của các tế bào thần kinh thị giác. Sự kích thích đó cho phép bệnh nhân mù cảm nhận được các mẫu ánh sáng do võng mạc nhân tạo truyền qua.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống trên một phụ nữ 57 tuổi bị mù hoàn toàn trong hơn 16 năm. Sau một thời gian, cô có thể xác định được chữ cái và bóng một số vật thể.
Quan trọng hơn, người ta thấy rằng cấy ghép không ảnh hưởng đến chức năng của vỏ não. Thiết bị cấy ghép yêu cầu dòng điện thấp hơn nhiều so với các dãy điện cực tương tự được đặt trên bề mặt não, có khả năng làm cho nó an toàn hơn khi sử dụng.
Trước khi thiết bị được sử dụng rộng rãi, các nhà khoa học cần tiếp tục thử nghiệm trên nhiều tình nguyện viên và bệnh nhân mù. Các thử nghiệm sẽ bao gồm kích thích lượng lớn các tế bào thần kinh và tạo ra những hình ảnh phức tạp hơn.
-
- Các dây thần kinh thị giác bên trong mắt đóng vai trò then chốt trong việc tải thể hình ảnh vào não. Nguồn ảnh (Pixabay)
Thiết bị Gennaris của Đại học Monash, Úc
Một hệ thống tương tự đã được các nhà khoa học Úc nghiên cứu phát triển trong 10 năm qua. Hệ thống thị giác sinh học Gennaris được phát triển tại Đại học Monash hứa hẹn phục hồi chức năng cho dây thần kinh thị giác. Ở người mù lâm sàng, các dây thần kinh bị thương ngăn chặn việc truyền các tín hiệu đi từ võng mạc đến trung tâm thị giác trong não.
Hệ thống Gennaris bao gồm mũ đội đầu tùy chỉnh với camera tích hợp, bộ phát không dây, bộ xử lý thị lực và phần mềm, cùng với bộ ô vuông gắn các điện cực mỏng như sợi tóc được cấy vào não.
Máy ảnh sẽ chụp cảnh và chuyển hình ảnh tới bộ xử lý thị giác, một thiết bị có kích thước bằng điện thoại thông minh. Dữ liệu này lần lượt được truyền không dây tới các ô vuông có kích thước cạnh 9mm và có mạch điện phức tạp, sẽ biến dữ liệu thành các xung điện kích thích não bộ.
-
- Monash Vision Group hiện đang đặt mục tiêu vào các thử nghiệm trên người đối với hệ thống thị giác sinh học Gennaris của mình. Ảnh: ĐH Monash
Các xung điện này kích thích não theo cách tạo ra các mẫu hình ảnh kết hợp tới 172 điểm ánh sáng, trên lý thuyết, sẽ cho phép người mù định vị được môi trường cả trong nhà và ngoài trời, đồng thời vẫn nhận biết được mọi người và đồ vật xung quanh.
Theo Giáo sư Arthur Lowery, giám đốc Monash Vision Group, cách sắp xếp các ô xếp để cung cấp vùng phủ rộng hơn cho não bộ là yếu tố nổi trội so với các hệ thống thị giác sinh học khác. Giáo sư Lowery giải thích: “Chúng tôi có thể cấy ghép nhiều 'viên gạch' để che phủ đầy đủ các khu vực của não.”
Vào tháng 7/2020, nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả đầy hứa hẹn từ việc cấy ghép vào ba con cừu. Mười mảng điện cực được giữ nguyên và cung cấp hàng nghìn giờ kích thích cho não của động vật trong khoảng thời gian lên đến 9 tháng.
Đây là một trong những thử nghiệm dài hạn đầu tiên trên thế giới về bộ phận giả thị giác có thể cấy ghép hoàn toàn trên vỏ não. Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị này được mô não dung nạp tốt và không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách tiến hành các thử nghiệm lâm sàng đầu tiên trên người và đã đạt được phê duyệt ban đầu.
