Đột phá công nghệ NEO và Neuralink: Người liệt cử động tay chân, 'Sọ Dừa' điều khiển máy tính chỉ bằng ý nghĩ

2 giờ trướcBài gốc

Khoảnh khắc ấy, theo các nhà nghiên cứu, không chỉ là thành công của một ca điều trị, mà là dấu hiệu cho thấy một cánh cửa mới của y học đã mở ra. Công nghệ đứng sau nó mang tên Neural Electronic Opportunity (NEO) - một hệ thống giao diện não - máy tính.

Giao diện não-máy tính (Brain-Computer Interface, viết tắt là BCI) là một công nghệ cho phép kết nối trực tiếp giữa não người và thiết bị bên ngoài, chuyển đổi tín hiệu thần kinh thành lệnh điều khiển mà không cần thông qua cơ bắp hay dây thần kinh vận động.

Khi não “nói chuyện” với máy móc

Xinhua ngày 14/3 đưa tin, NEO là một hệ thống giao diện não-máy tính (BCI) được thiết kế với mục tiêu rất cụ thể: giúp người liệt có thể lấy lại khả năng vận động cơ bản. Thiết bị cấy ghép chỉ nhỏ như một đồng xu, được đặt ngoài màng não để thu nhận tín hiệu thần kinh mà không gây tổn thương sâu đến mô não.

Những tín hiệu này sau đó được chuyển hóa thành lệnh điều khiển một thiết bị hỗ trợ, thường là găng tay robot. Từ đó, những động tác tưởng chừng đơn giản như cầm nắm, nâng vật hoặc đưa tay lên miệng dần trở lại.

Anh Đông, 40 tuổi, là một minh chứng sống cho sự hòa quyện giữa công nghệ và cuộc sống, theo bài viết trên website của Đại học Phúc Đán. Sáu năm trước, một vụ tai nạn giao thông bất ngờ khiến phần cơ thể từ cổ trở xuống của anh bị tổn thương nghiêm trọng, mất khả năng cầm nắm ở cả hai tay và gần như không thể đứng vững. Quá trình phục hồi chức năng sau đó rơi vào bế tắc suốt bốn năm. Các phương pháp y học truyền thống khi ấy cho rằng khả năng hồi phục là rất hạn chế.

Một tia hy vọng đã xuất hiện khi Đông trải qua ca phẫu thuật cấy ghép BCI tại Bệnh viện Hoa Sơn ngày 6/11/2024. Kể từ đó, anh bắt đầu chương trình tập luyện chuyên sâu với độ chính xác cao, kéo dài ít nhất sáu giờ mỗi ngày. Với sự hỗ trợ của BCI và găng tay khí nén, Đông dần tái thiết lập các kết nối thần kinh giữa não và đôi tay.

Chỉ một tháng sau, anh đã có thể lần đầu tiên nâng được một chiếc cốc với sự hỗ trợ của găng tay khí nén. Gần đây, khi thiết bị BCI được tháo bỏ, anh Đông không còn bất kỳ sự hỗ trợ nào từ thiết bị nhưng dùng tay trái đỡ tay phải, nắn nót viết từng nét tên mình: “小董” (Tiểu Đông), rồi lặng lẽ viết thêm hai chữ “谢谢” (Cảm ơn).

Bệnh nhân liệt tên Đông và nét chữ của anh. Ảnh: ĐH Phúc Đán.

Chữ "Cảm ơn". Ảnh: ĐH Phúc Đán.

“Quá trình hồi phục của anh Đông không phải là một sự may mắn ngẫu nhiên. Điều đó cho thấy các mạch thần kinh trong não người vẫn tồn tại. Sau khi cấy ghép BCI và trải qua quá trình tập luyện chuyên sâu, những mạch này có thể được hình thành trở lại”, ông Mao Ying, Giám đốc Bệnh viện Hoa Sơn kiêm Giám đốc điều hành Trung tâm Quốc gia về các rối loạn thần kinh tại đây, người dẫn dắt thử nghiệm lâm sàng, cho biết.

Ông Mao cho biết thêm, thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm cấp quốc gia do Bệnh viện Hoa Sơn chủ trì đã tuyển chọn 32 bệnh nhân rơi vào tình trạng phục hồi chức năng đình trệ giống như Đông. Trong một hệ thống thử nghiệm với tiêu chuẩn thống nhất và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, tỷ lệ cải thiện chức năng cầm nắm của họ đạt 100%. Một số bệnh nhân thậm chí vẫn cho thấy dấu hiệu rõ rệt của tính dẻo thần kinh ngay cả sau khi thiết bị đã được tháo bỏ.

“Những thay đổi mà BCI mang lại trong những năm gần đây đã mở ra một khả năng hoàn toàn mới cho chúng ta. Chúng ta biết rằng phía trước có ánh sáng. Nếu tiếp tục đi theo con đường này, việc khôi phục các chức năng não đã mất bằng công nghệ là điều có thể”, ông Mao nhấn mạnh.

Một nam bệnh nhân khác, 34 tuổi, bị liệt tứ chi do chấn thương tủy sống cổ cũng là một trong những người đầu tiên được cấy ghép NEO. Chỉ sau khoảng một tháng tập luyện, bệnh nhân này đã có thể tự điều khiển bàn tay robot để nhấc một chai nước và đưa lên gần miệng - một hành động nhỏ, nhưng trước đó gần như không thể.

Trong một trường hợp khác, một bệnh nhân sau tai nạn giao thông đã có thể cầm và thả bóng bay với độ chính xác ổn định sau vài tuần phục hồi. Những chuyển động ban đầu còn chậm và cần hỗ trợ, nhưng đủ để chứng minh rằng, tín hiệu não đã thực sự “đi qua” được khoảng trống bị đứt gãy trong cơ thể.

Thậm chí, một bệnh nhân bị mất cả bốn chi trong một tai nạn, chỉ còn đầu, cổ và thân người (trông như nhân vật “Sọ Dừa” trong truyện cổ tích) đã chơi trò đua xe trên máy tính chỉ bằng ý nghĩ, sau khi được cấy ghép thiết bị BCI vào não.

Sau khi được cấy ghép thiết bị BCI vào não, một bệnh nhân không tay không chân kiểu “Sọ Dừa” chơi trò đua xe trên máy tính chỉ bằng ý nghĩ (ảnh do Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cung cấp). Nguồn: Xinhua.

Theo dữ liệu được công bố trên nền tảng nghiên cứu lâm sàng MedPath, những bệnh nhân tham gia thử nghiệm ban đầu có thể đạt độ chính xác điều khiển lên tới hơn 90% trong các bài kiểm tra đơn giản như nắm-thả đồ vật. Điều này cho thấy tín hiệu não không chỉ được thu nhận, mà còn được giải mã một cách đủ tin cậy để sử dụng trong đời sống thực.

Ở góc độ y học, đây là một thay đổi mang tính bản chất. Thay vì chỉ hỗ trợ cơ học từ bên ngoài, công nghệ bắt đầu đóng vai trò như một cầu nối tạm thời, giúp não bộ tìm lại đường đi tới cơ thể.

Được cấp phép thương mại đầu tiên trên thế giới

Cơ quan Quản lý Sản phẩm Y tế Quốc gia Trung Quốc (NMPA) ngày 14/3 phê duyệt hồ sơ đăng ký cho một thiết bị BCI cấy ghép nhằm hỗ trợ vận động bàn tay, do Công ty Neuracle Technology Thượng Hải phát triển, đánh dấu lần đầu tiên trên thế giới một thiết bị BCI xâm lấn được đưa ra thị trường, Xinhua đưa tin.

Nhà phát triển cho biết, sản phẩm vừa được phê duyệt cũng là thiết bị BCI xâm lấn đầu tiên bước vào giai đoạn ứng dụng lâm sàng. Mang tên NEO, thiết bị này được thiết kế dành cho bệnh nhân từ 18 đến 60 tuổi bị liệt tứ chi do tổn thương tủy sống cổ, không thể thực hiện các động tác cầm nắm bằng ngón tay.

Thông qua việc cấy ghép một thiết bị xâm lấn có kích thước như đồng xu, hệ thống có thể thu nhận và giải mã tín hiệu não của bệnh nhân theo thời gian thực, từ đó cho phép họ điều khiển một găng tay khí nén bằng ý nghĩ để thực hiện các thao tác như cầm nắm đồ vật, nhặt đồ vật và uống nước.

Sản phẩm sử dụng phương pháp cấy ghép ngoài màng cứng, vừa đảm bảo tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao trong quá trình thu nhận tín hiệu não, vừa tránh gây tổn thương trực tiếp đến mô não. Thiết kế cấp nguồn và truyền dữ liệu không dây cho phép chỉ cần cấy ghép một lần nhưng có thể sử dụng lâu dài; bệnh nhân có thể tự vận hành hệ thống tại nhà sau khoảng một tháng kể từ khi phẫu thuật.

Đến nay, thiết bị đã được sử dụng trong 36 ca lâm sàng, bao gồm 4 thử nghiệm khả thi và 32 thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm theo chuẩn Thực hành lâm sàng tốt (GCP). Tất cả các bệnh nhân tham gia đều ghi nhận mức độ cải thiện khác nhau về chức năng cầm nắm, trong đó một số trường hợp còn xuất hiện dấu hiệu tái tổ chức thần kinh và phục hồi một phần chức năng thần kinh.

Trong báo cáo công tác năm 2026 của Chính phủ Trung Quốc, lĩnh vực BCI được xác định là ngành công nghiệp tương lai, hiện là một trong những ưu tiên phát triển của Thượng Hải. Thành phố này đã hỗ trợ phát triển 60 doanh nghiệp đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển BCI. Trong số đó, có ba sản phẩm BCI xâm lấn đã được đưa vào quy trình thẩm định đặc biệt dành cho thiết bị y tế sáng tạo của NMPA, và một sản phẩm được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) công nhận là liệu pháp đột phá, theo Ủy ban Khoa học và Công nghệ thành phố Thượng Hải.

Việc cấp phép này không chỉ mang ý nghĩa y học, mà còn là tín hiệu cho thấy công nghệ BCI đã bắt đầu bước ra khỏi phòng thí nghiệm để tiến vào đời sống thực.

Nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Hoa Sơn đang thử nghiệm lâm sàng đầu tiên đối với các sản phẩm giao diện não-máy tính (BCI) của Công ty Neuracle Technology Thượng Hải. Ảnh: ĐH Phúc Đán.

Có thể sử dụng tại nhà

Trung Quốc đã chính thức cấp phép thương mại cho một thiết bị BCI xâm lấn, đánh dấu lần đầu tiên công nghệ này được phép sử dụng rộng rãi ngoài phạm vi nghiên cứu. Dù phạm vi áp dụng hiện vẫn còn hạn chế và cần theo dõi lâu dài, quyết định cấp phép cho thấy một điều rõ ràng: BCI đã vượt qua ranh giới giữa khả thi về mặt khoa học và có thể sử dụng trong đời sống.

Các thử nghiệm lâm sàng đang tiếp tục được mở rộng, số lượng bệnh nhân tham gia tăng lên, và các thiết bị được tối ưu hóa để có thể sử dụng trong môi trường gia đình, thay vì chỉ trong bệnh viện.

Các chuyên gia Trung Quốc tin rằng, công nghệ BCI như NEO có thể được triển khai rộng rãi trong vòng 3-5 năm tới, Reuters đưa tin ngày 8/3. Đây không chỉ là một dự báo công nghệ, mà còn là một định hướng chính sách, khi lĩnh vực này đã được đưa vào danh sách ngành chiến lược quốc gia.

Chính phủ Trung Quốc đã xác định BCI là một ngành công nghiệp chiến lược, với kế hoạch đạt đột phá công nghệ vào năm 2027, xây dựng các doanh nghiệp BCI tầm cỡ toàn cầu vào năm 2030.

Quy mô thị trường nội địa dự kiến đạt hơn 800 triệu USD vào năm 2027, cho thấy tiềm năng thương mại rất lớn. Song song với đó, hàng chục thử nghiệm lâm sàng đang được triển khai trên toàn quốc, với kế hoạch mở rộng số lượng bệnh nhân tham gia.

BCI là một công nghệ cho phép kết nối trực tiếp giữa não người và thiết bị bên ngoài, chuyển đổi tín hiệu thần kinh thành lệnh điều khiển mà không cần thông qua cơ bắp hay dây thần kinh vận động. Ảnh: ĐH Phúc Đán.

NEO giúp bệnh nhân “cầm lại chiếc cốc”, còn Neuralink hướng tới việc “điều khiển cả thế giới số bằng não”

Neuralink là một công ty do tỷ phú Mỹ Elon Musk phát triển, với mục tiêu xây dựng các BCI. Những hệ thống này hướng tới việc giúp những người mắc các tình trạng như liệt có thể điều khiển thiết bị số chỉ bằng ý nghĩ của mình. Neuralink cấy chip trong sọ và cắm điện cực vào sâu trong não, để đọc tín hiệu thần kinh với độ chính xác rất cao, AP đưa tin.

Cụ thể, Neuralink sử dụng một con chip cấy ghép tên là N1 có kích thước xấp xỉ một đồng xu nhỏ (đường kính khoảng 23 mm và dày khoảng 8 mm). Chip được đặt vào trong hộp sọ, nằm gần như ngang bằng với bề mặt xương sọ (không lồi ra ngoài). Từ chip, các sợi điện cực siêu mảnh (mỏng hơn sợi tóc) được cắm trực tiếp vào nhu mô não. Khu vực cấy thường là vỏ não vận động (motor cortex) - vùng điều khiển chuyển động của cơ thể.

Mức độ xâm lấn:

-NEO: Cấy ngoài màng não, không đi sâu vào mô não nên an toàn hơn, ít tổn thương

-Neuralink: Cấy trực tiếp vào mô não bằng các sợi điện cực siêu mảnh, xâm lấn sâu hơn, rủi ro cao hơn (công nghệ Mỹ ưu tiên độ chính xác tín hiệu)

Khả năng và mục tiêu:

-NEO: Tập trung phục hồi chức năng vận động (cầm nắm, ăn uống) cho người liệt

-Neuralink: Hướng tới điều khiển máy tính, giao tiếp não-máy và xa hơn là “tăng cường con người” (tạo ra siêu nhân)

Hiệu năng tín hiệu:

-NEO: Tín hiệu đủ tốt nhưng thấp hơn do không cắm sâu vào não

-Neuralink: Thu tín hiệu chi tiết hơn (tới mức neuron), cho phép điều khiển phức tạp hơn

Khả năng ứng dụng thực tế:

-NEO: Đã được Trung Quốc cấp phép thương mại, hướng tới dùng trong bệnh viện và tại nhà

-Neuralink: Vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng trên người

Triết lý phát triển:

-NEO: Thực dụng, dễ triển khai, phục vụ phục hồi chức năng cho nhiều bệnh nhân

-Neuralink: Tham vọng cao, nhắm tới tương lai giao diện não-trí tuệ nhân tạo và mở rộng năng lực con người

Chip N1 của Neuralink được đặt trong hộp sọ (nằm trong một khoang được khoan trên xương sọ), còn phần xâm nhập vào nhu mô não là các sợi điện cực siêu mảnh. Minh họa: Decrypt.

Thái An

Nguồn Tiền Phong : https://tienphong.vn/dot-pha-cong-nghe-neo-va-neuralink-nguoi-liet-cu-dong-tay-chan-so-dua-dieu-khien-may-tinh-chi-bang-y-nghi-post1828577.tpo