Paradromics: Đơn vị thứ 2 sau Neuralink thử nghiệm lâm sàng chip kết nối não với máy tính trên người

Startup phát triển nền tảng giao diện kết nối não bộ với máy tính (brain-computer interface - BCI) Paradromics vào hôm 2/6 đã thông báo rằng, các bác sĩ phẫu thuật đã thành công trong việc cấy ghép thiết bị cấy não của công ty vào một bệnh nhân và ngay sau đó đã thực hiện thủ thuật gỡ bỏ nó một cách an toàn sau khoảng 10 phút.

Đây là bước tiến quan trọng hướng tới các thử nghiệm lâu dài hơn với thiết bị kết nối, được đặt tên là Connexus. Nó cũng đánh dấu sự phát triển thương mại mới nhất trong lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng của các startup, bao gồm cả Neuralink của Elon Musk, nhằm kết nối trực tiếp não bộ của con người với máy tính.

Với Connexus, Paradromics có trụ sở tại Austin (Texas) đang tìm cách khôi phục khả năng nói và giao tiếp cho những người bị tổn thương tủy sống, đột quỵ hoặc hội chứng xơ cứng teo cơ một bên (amyotrophic lateral sclerosis - ALS). Thiết bị được thiết kế để chuyển đổi các tín hiệu thần kinh thành giọng nói do máy tính tổng hợp, tạo văn bản và điều khiển con trỏ chuột máy tính.

Paradromics được thành lập vào năm 2015, đã thử nghiệm cấy ghép của mình trên cừu trong những năm qua. Đây là lần đầu tiên công ty sử dụng thiết bị này trên bệnh nhân người.

Ca phẫu thuật đã diễn ra vào ngày 14/5 tại Đại học Michigan và được thực hiện trên một người đang trải qua phẫu thuật não để điều trị chứng động kinh. Bệnh nhân đã đồng ý cho phép cấy ghép thiết bị Connexus tạm thời vào thùy thái dương, khu vực xử lý thông tin âm thanh và mã hóa trí nhớ. Để cấy ghép thiết bị, các bác sĩ phẫu thuật đã sử dụng một công cụ cấy ghép nhanh giống như bút tiêm EpiPen do các kỹ sư Paradromics phát triển. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể xác minh rằng thiết bị có khả năng ghi lại các tín hiệu điện từ não bộ của bệnh nhân.

"Có một cơ hội thử nghiệm lâm sàng khi ai đó đang trải qua một quy trình phẫu thuật thần kinh lớn," Matt Angle, CEO của Paradromics cho biết. "Họ sẽ phải mở hộp sọ và có một phần não sẽ bị loại bỏ. Trong những điều kiện như thế này, rủi ro của việc thử nghiệm cấy ghép chip vào não bộ thực sự rất thấp."

Thiết bị BCI cấy ghép của Paradromics nhỏ hơn cả đồng xu, với 420 kim nhọn nhỏ trên bề mặt, là những chân tiếp xúc, được đẩy vào mô não. Những kim này là các điện cực ghi lại từ các nơ-ron riêng lẻ. Tương tự, cấy ghép của Neuralink cũng nằm trong mô não. BCI của Neuralink có hơn 1.000 điện cực được phân bổ trên 64 sợi dây mỏng, linh hoạt.

Các công ty phát triển nền tảng BCI khác thì đang nghiên cứu và áp dụng các phương pháp kết nối ít xâm lấn hơn. Ví dụ, Precision Neuroscience đang thử nghiệm một cấy ghép nằm trên bề mặt não, và Synchron đã phát triển một thiết bị đi vào mạch máu và tiếp xúc với não. Cả hai thiết bị này đều thu thập tín hiệu từ các nhóm nơ ron, thay vì từng tế bào riêng lẻ.

"Bằng cách ở gần các nơ ron riêng lẻ, bạn có thể nhận được tín hiệu chất lượng cao nhất," Angle nói. Việc có được tín hiệu độ phân giải cao từ não là rất quan trọng để chính xác giải mã ý định nói của một người.



BCI hoàn toàn không có khả năng "đọc" trực tiếp những suy nghĩ riêng tư của một người. Thay vào đó, chúng hoạt động bằng cách diễn giải các tín hiệu thần kinh liên quan đến ý định vận động. Ví dụ, một BCI, như thiết bị mà Paradromics đang phát triển sẽ giải mã các cử động khuôn mặt liên quan đến việc nói chuyện. Não bộ của một người bị liệt không thể di chuyển miệng vẫn có thể cố gắng ra lệnh để thực hiện cử động đó, tạo ra các tín hiệu thần kinh nổi bật trong não. Các tín hiệu này sau đó được thuật toán máy tính giải mã thành giọng nói.

Năm 2023, các nhóm nghiên cứu từ Đại học Stanford và UC San Francisco đã báo cáo những tiến bộ lớn trong việc giải mã giọng nói bằng BCI. Ở hai phụ nữ bị liệt, cấy ghép não có thể giải mã ý định nói với tốc độ 62 và 78 từ mỗi phút. Để so sánh, mọi người thường nói với tốc độ khoảng 130 từ mỗi phút.

Paradromics hy vọng đạt được kết quả tương tự. Công ty dự kiến sẽ khởi động một thử nghiệm lâm sàng vào cuối năm nay trên những bệnh nhân bị liệt. Những người tham gia sẽ có thiết bị cấy ghép lâu dài.

"Việc đưa một thiết bị y tế mới ra thị trường thực sự rất khó khăn, đặc biệt là với một thiết bị cấy vào não như họ đang thiết kế," chia sẻ của Justin Sanchez, nhà nghiên cứu công nghệ thần kinh tại Battelle, một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Ohio tập trung vào công nghệ. "Khi bạn ở giai đoạn đầu của quy trình, khi bạn muốn đưa nó vào não người, bạn sẽ muốn đảm bảo rằng nó nhận được các tín hiệu mà nó cần phải nhận."



Trong 20 năm qua, một thủ thuật cấy ghép gọi là mảng Utah (Utah array) đã là nền tảng của nghiên cứu BCI. Giống như một chiếc lược nhỏ với 100 điện cực nhọn, nó đã cho phép những người bị liệt điều khiển cánh tay robot, di chuyển con trỏ máy tính bằng suy nghĩ và tạo ra giọng nói tổng hợp. Nhưng thiết bị đó đòi hỏi một bệ đỡ trên đầu để kết nối với các thiết bị bên ngoài. Nó cũng có thể thoái hóa theo thời gian và gây tổn thương mô não. Paradromics, Neuralink và những công ty khác đang nỗ lực cải thiện mảng ban đầu này bằng vật liệu bền hơn, thiết kế ít xâm lấn hơn và nhiều điện cực hơn để thu thập thêm dữ liệu.

Matt Willsey, bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Đại học Michigan đã dẫn dắt toàn bộ quy trình cấy ghép. Anh cho biết việc ứng dụng nhiều điện cực hơn có thể cho phép BCI có hiệu suất tốt hơn và nhiều chức năng hơn.

Cuối cùng, CEO Angle nói rằng công ty dự định nghiên cứu tính khả thi của việc cấy ghép cùng lúc tối đa bốn thiết bị Connexus vào não, điều này sẽ đồng nghĩa với khả năng ghi lại nhiều dữ liệu sóng não hơn nữa. Nhưng trước tiên, các nhà nghiên cứu sẽ phải chứng minh được rằng một thiết bị Connexus an toàn, thông qua một nghiên cứu dài hạn hơn. Đó là bước tiếp theo.

Theo Wired