"Thầy phù thuỷ" giúp người mù nhìn được

"Thầy phù thuỷ" giúp người mù nhìn được

Nguồn: Vietnamnet.vn

13:24' 20/12/2008 (GMT+7)

Lưu Văn Thái là một phù thuỷ điện tử học mà “pháp thuật” của ông là làm ra những chiếc “máy” xưa kia, người ta chỉ thấy chúng trong thế giới viễn tưởng - những thiết bị điện tử nhỏ xíu cấy vào người để khôi phục thị giác, sự vận động và các chức năng sinh học khác bị hỏng do bệnh tật hoặc chấn thương.

Từ những năm 1980, ông Thái nghiên cứu chế tạo võng mạc nhân tạo cho người mù. Trên tay ông là thiết bị

cấy ghép thế hệ đầu tiên đã đem lại ánh sáng cho 6 người mù. Ảnh: Science Daily

Là giáo sư kỹ thuật điện của ĐH California tại Santa Cruz (UCSC), ông Thái là người đi tiên phong trong lĩnh vực sinh điện tử (bioelectronics), cộng tác với các Tiến sĩ y khoa và các nhà nghiên cứu khác đang triển khai một chương trình đầy tham vọng và đã thu được những thành tựu đáng kể.

“Phòng thí nghiệm của tôi không phải là một phòng thí nghiệm điện tử học thông thường”, ông Thái nói, “bởi sinh điện tử liên quan đến nhiều lĩnh vực khác từ giải phẫu tạo hình đến sinh lý học thần kinh”.

Nhóm của ông tại UCSC đang tập trung nghiên cứu thiết kế những bộ phận thần kinh giả có khả năng thông tin trực tiếp với hệ thần kinh trung ương cho những bệnh nhân bị mù, bại liệt, chấn thương cột sống và những bệnh khác mà từ lâu bị coi là không thể chữa được. Các nhà nghiên cứu y học tìm đến ông Thái không chỉ vì ông là chuyên gia rất giỏi về điện tử học mà còn vì ông có rất nhiều kinh nghiệm làm việc với các bác sĩ lâm sàng và đã giải quyết thành công nhiều vấn đề nằm ở ranh giới giữa các hệ sinh học và điện tử học.

Ông Thái bắt tay vào lĩnh vực này từ những năm 1980 bằng dự án nghiên cứu võng mạc nhân tạo để mang lại ánh sáng cho người mù. Dự án ấy do TS Mark Humayun, một chuyên gia nhãn khoa, đồng thời là một kỹ sư sinh học chủ trì. Ông Thái và những thành viên khác trong nhóm đề tài đã thiết kế, thử nghiệm và cải tiến liên tục để tạo ra được võng mạc nhân tạo. Năm 2002 sáu bệnh nhân đầu tiên được cấy võng mạc do nhóm ông chế tạo đã nhìn được. Hiện nay, võng mạc nhân tạo đã bước sang thế hệ thứ hai, lôi cuốn sự tham gia của 3 Trường ĐH khác, nhiều phòng thí nghiệm của nhà nước và tư nhân với mục tiêu giúp người mù khả năng nhận diện được mặt người và chữ to.

“Trong những năm 1980, đề cập đến võng mạc giả, người ta còn coi là một ý tưởng điên rồ” – Mohan Sivaprakasam, người làm luận án Tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của ông Thái và bây giờ là đồng nghiệp trong Phòng thí nghiệm của ông, phụ trách khoảng 20 sinh viên và nghiên cứu sinh nói – “GS Lưu Văn Thái luôn luôn có những ý tưởng khai phá. Nếu ai đó nói điều này không thể làm được thì chính ông coi là vấn đề mình phải giải quyết”.

Nhóm của ông Thái hiện đang tập trung triển khai những thần kinh giả để khôi phục lại khả năng vận động cho những bệnh nhân bị chấn thương cột sống, chữa bệnh liệt cơ mặt, và tìm cách kích thích não để chữa trị các bệnh đau nhức mãn tính và trầm cảm. Kinh phí dành cho phòng thí nghiệm của ông Thái lên tới 1 triệu đôla do nhiều cơ quan tài trợ như Viện y tế quốc gia, Quỹ khoa học nhà nước, Bộ Năng lượng, Bộ Quốc phòng.

Ông Thái cho biết, mỗi bộ phận thần kinh giả là một thách thức lớn về mặt công nghệ. Yêu cầu của chúng là giảm kích thước đến tối đa, và phải được cung cấp nguồn điện tự sinh mà không cần đưa từ ngoài vào, có khả năng thông tin hai chiều và truyền dữ liệu giữa bộ phận cấy ghép với bộ phận tiếp nhận bên ngoài.

Chiếc võng mạc nhân tạo - một bộ máy tuy nhỏ nhưng rất phức tạp. Ảnh: Science Daily

Ví dụ như một võng mạc giả phải có một camera nhỏ (được lắp ghép thành một bộ phận của chiếc kính đeo mắt), một thiết bị điện tử bên ngoài để xử lý và truyền những tín hiệu thị giác mà camera “quay” được và một bộ phận cấy ghép cực nhỏ nằm bên trong mắt để nhận các tín hiệu thị giác, biến thành xung điện truyền qua một hệ thống vi điện cực, kích thích các nơron trong võng mạc. Một bộ thiết bị như vậy sẽ giúp bệnh nhân bị mù do bệnh tật hoặc vì tuổi già mà thoái hoá điểm vàng, ảnh hưởng tới sự tiếp nhận ánh sáng trên võng mạc nên thần kinh nối mắt với não không làm việc.

TS Kimberly Cockerham, một chuyên gia về thần kinh mắt cùng nghiên cứu với ông Thái về thiết bị cấy ghép để kích thích cơ mặt cho những bệnh nhân liệt cơ, bằng cách kết hợp cả xung điện và hoá chất truyền dẫn thần kinh. Loại thiết bị cấy ghép lai tạo (hybrid) này có hiệu quả hơn hẳn những thiết bị cấy ghép riêng rẽ và tới đây có kể kích thích cơ bắp của bất cứ bộ phận nào trên cơ thể.

Dự án tham vọng nhất của ông Thái là khôi phục sự vận động cho các bệnh nhân bị chấn thương cột sống. Dự án này thu hút cả Bộ Cựu chiến binh Mỹ, Trường ĐH Arizona và nhiều cơ quan khác. GS Lưu Văn Thái nói: “Tôi hy vọng những người bại liệt vì chấn thương cột sống có thể đứng dậy và đi được. Bộ phận cấy ghép phải ghi được các tín hiệu của não, truyền ra bên ngoài cơ thể, sau đó xử lý và truyền trở lại cơ thể đến một số lớn thiết bị cấy ghép trong chân bệnh nhân… Quá trình đó tưởng đơn giản như vậy thôi nhưng phải làm nó xảy ra chỉ trong chớp mắt”.

Những việc nhóm ông Thái phải giải quyết là cực kỳ tinh tế và phức tạp. Thu thật nhỏ kích thước, phối hợp ăn ý để tối ưu hoá từng chi tiết công việc bao giờ cũng là những thách thức lớn lao. Sự phối hợp mật thiết giữa các kỹ sư và bác sĩ lâm sàng là chìa khoá của những dự án liên quan giữa nhiều ngành khoa học.

• Tuấn Hà (Theo Science Daily)