Hiện đã có bốn người bị liệt có khả năng sử dụng máy tính chỉ bằng suy nghĩ, nhờ một thiết bị cấy vào não.
Thiết bị có tên gọi là Giao diện não - máy tính, cho phép bệnh nhân viết emails và văn bản, lướt mạng và thực hiện những hoạt động thường ngày như mua bán hàng hóa online và cả giao dịch ngân hàng.
Một trong những bệnh nhân, Philip O’Keefe, 62 tuổi, đã sử dụng thiết bị để soạn thảo một câu tweet bằng tiếng Anh “Xin chào, thế giới!” vào tháng 12-2022. Kết quả của cuộc thí nghiệm tại Úc đã được tuyên bố vào thứ ba và sẽ được trình bày vào tháng 4 tại cuộc họp thường niên của Học viện Hoa Kỳ về thần kinh học (American Academy of Neurology), tại Seattle.
Trường đại học Y khoa Pittsburgh (UPMC) và Bệnh viện Mount Sinai tại New York sẽ tham gia vào thí nghiệm lâm sàng đầu tiên tại Hoa Kỳ với thiết bị cấy này. Thiết bị được sản xuất bởi một công ty tại New York mang tên Synchron.
“Một cách đơn giản để hình dung về giao diện não - máy tính này là sự thay thế của bàn phím gõ mà ta dùng để liên lạc với máy tính” - Douglas Weber, giáo sư về kiến trúc cơ học tại CMU và tác giả của bài nghiên cứu này, nói.
Ông Weber đã tư vấn cho Synchron về tiến trình phát triển của thiết bị. “Nếu bạn bị liệt và không có khả năng sử dụng các ngón tay, bạn cần một công nghệ khác”.
Nhận dạng bằng giọng nói là một phương pháp thay thế, nhưng không phải tất cả các thiết bị hay ứng dụng đều có khả năng đó, và một số bệnh nhân liệt đã mất kiểm soát giọng nói của mình. Công nghệ theo dõi ánh mắt hiện là giải pháp duy nhất cho họ. Một giao diện não - máy tính đề xuất được một phương án lành mạnh hơn cho bệnh nhân liệt.
Sử dụng 16 thiết bị cảm biến với khả năng tái dựng bề mặt của nó, thiết bị cấy thu thập thông tin từ vỏ não chi phối hoạt động trong não bộ. Những tín hiệu này sau đó được gửi sang một thiết bị thứ hai được cấy ở ngực. Tại đó, chúng được dịch thành mệnh lệnh điều khiển máy tính.
“Tuy các cơ đã bị liệt, hoạt động trên các thớ cơ đó có thể được tra lại thông qua tín hiệu từ não bộ”, ông Weber nói. “Những suy nghĩ của chúng ta dẫn đường cho các hành vi từ cơ. Và khi đang thiếu vắng sự hoạt động của cơ, những suy nghĩ đó vẫn có thể được cảm nhận từ các thiết bị cảm biến đặt trong và xung quanh não”.
Những người tham gia nghiên cứu này của Úc đã bị liệt do bệnh xơ cứng cơ bì bên, gọi là bệnh Lou Gehrig - một tình trạng suy thoái thần kinh mà các tế bào thần kinh tại não và tủy sống dần dần bị hủy hoại.
Năm bệnh nhân đã được cân nhắc cho thí nghiệm, nhưng một người đã bị loại vì lý do y khoa. Bốn bệnh nhân được cấy thiết bị, và nghiên cứu viên tầm soát họ trong một năm. Thiết bị cấy vẫn giữ nguyên vị trí cũ và an toàn khi không gây ra một biến chứng lớn nào.
Trong thí nghiệm sắp tới tại Hoa Kỳ, nhóm nghiên cứu dự định sẽ cân nhắc ba bệnh nhân liệt tứ chi, bắt đầu vào mùa thu năm nay. Các nghiên cứu viên sẽ hợp tác với Synchron về phương pháp học kiểu máy tính (machine learning), để giải mã những tín hiệu từ não bộ bệnh nhân và suy diễn chính xác hơn ý định của họ.
“Đây là một cơ hội cho các bệnh nhân”, bác sĩ David Lacomis - đồng trưởng nghiên cứu gia tại UPMC và là một giáo sư về thần kinh học và bệnh học tại Pitt - nói. Theo ông, công nghệ này không những gia tăng chất lượng cuộc sống cho người bị liệt, mà còn làm giảm gánh nặng trong việc chăm sóc họ.
Từ hàng thập niên, các nghiên cứu viên đã phát triển giao diện não - máy tính để giúp người bị liệt kiểm soát máy tính hoặc những thiết bị khác, như cánh tay robot.
Một số giao diện khác yêu cầu khoan lỗ qua hộp sọ để lắp đặt thiết bị cấy. Một số kèm các bố trí khác với dây nối ngoài, hở lộ ra từ đầu của bệnh nhân. Ngược lại, thiết bị này được gắn qua một đường vạch da tại cổ, không có dây và được cấy hoàn toàn vào người.
Bác sĩ Peter Konrad, trưởng ban ngoại thần kinh tại Đại học Y khoa West Virginia và không liên quan đến nghiên cứu của Synchron, cho biết nghiên cứu này thể hiện “một thủ pháp độc đáo, trong việc đưa một số lượng lớn các thiết bị cơ học vào gần hệ điều hòa não bộ ở các bệnh nhân bị liệt”.
Ông Konrad công nhận tính an toàn của thiết bị cấy ở người trong ít nhất một năm. Tuy nhiên, ông cũng nhận xét rằng nghiên cứu này không được thiết kế để so sánh năng lực của thiết bị cấy này trong việc điều hành máy tính với những giao diện não - máy tính hiện có.
“Tuy nhiên, tính đơn giản của việc cấy ghép thiết bị cũng như tính an toàn của công nghệ này đã tạo bước đột phá cho hơn 5 triệu người bị liệt đang cần được trợ giúp” - ông Konrad nói.
Thiết bị này sẽ còn cần đi qua một vài năm kiểm định trước khi có thể được duyệt cho sử dụng bởi Hiệp hội Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ.
Hy vọng sau cùng là giao diện não - máy tính có thể trợ giúp người liệt trong việc điều hành một ngôi nhà thông minh (smart home), theo bác sĩ Lacomis. “Ai đó có thể tự bật đèn, màn hình tivi, chuyển kênh, bật đài và sử dụng cánh tay robot. Ứng dụng của công nghệ này thật sự đa dạng”.
