Một thiết bị mang tính cách mạng được thiết kế để biến đổi phương pháp điều trị bằng phẫu thuật các khối u não sắp có thử nghiệm lâm sàng đầu tiên mà các nhà khoa học cho rằng có thể là một bước đột phá lớn về mặt y học.
Chip não có thể xác định chính xác các tế bào ung thư thông qua sự khác biệt về lượng phát điện của chúng so với các mô thần kinh khỏe mạnh.
Có kích thước bằng một con tem bưu chính, thiết bị được làm bằng graphene, một loại vật liệu bền hơn thép 200 lần và chỉ dày một nguyên tử. Graphene được phát minh ra cách đây 20 năm bởi các nhà khoa học Andre Geim và Konstantin Novoselov của Đại học Manchester, những người sau này đã đoạt giải Nobel vật lý năm 2010 cho nghiên cứu của họ.
Kể từ đó, các nhà khoa học đã nỗ lực khai thác các đặc tính dẫn điện vượt trội của graphene để phát triển các cảm biến điện và từ mới cũng như các thiết bị khác. Tuy nhiên, con chip não linh hoạt – hiện đang được thử nghiệm tại bệnh viện Salford Royal – đang được ca ngợi là sản phẩm y tế đầu tiên. Kostas Kostarelos, giáo sư về y học nano tại Manchester, cho biết: “Đây là thử nghiệm lâm sàng đầu tiên được thực hiện ở bất kỳ đâu trên thế giới với thiết bị y tế dựa trên graphene”.
Thiết bị giao diện não-máy tính (BCI) đã được một nhóm các nhà khoa học quốc tế thiết kế và chế tạo nhằm biến đổi việc theo dõi các xung điện của tế bào trong não bằng cách sử dụng các tần số mà trước đây không thể phát hiện được. Kostarelos cho biết: “Công dụng đầu tiên của nó là phân biệt tế bào ung thư với tế bào khỏe mạnh để đảm bảo rằng phẫu thuật khối u não được thực hiện một cách chính xác cao”.
Các bác sĩ chỉ ra rằng mục tiêu như vậy có tầm quan trọng sống còn. Hơn 12.700 người được chẩn đoán mắc bệnh u não ở Anh mỗi năm và hơn 5.000 ca tử vong hàng năm được cho là do tình trạng này. Ông nói thêm: “Bất cứ điều gì chúng tôi có thể làm để cải thiện tỷ lệ này sẽ là một thành tựu lớn”.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đằng sau thiết bị BCI cũng tin rằng nó sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu nhiều tình trạng khác – bao gồm cả đột quỵ và động kinh – bằng cách giúp họ hiểu rõ hơn nhiều về cách các tín hiệu điện được truyền đi bởi các tế bào khỏe mạnh, so với các tế bào bị ảnh hưởng bởi các tình trạng bệnh lý.
Carolina Aguilar, đồng sáng lập của Inbrain Neuroelectronics, công ty spin-off toàn cầu được thành lập để khai thác tế bào thần kinh, cho biết: “Đây là một cột mốc lâm sàng mở đường cho những tiến bộ trong cả việc giải mã thần kinh và ứng dụng nó như một biện pháp can thiệp trị liệu”. sử dụng graphene trong nghiên cứu và điều trị não.
Các tế bào trong não tương tác bằng cách trao đổi xung điện, một quá trình làm nền tảng cho suy nghĩ, hành vi và nhận thức của chúng ta về thế giới. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn phải đau đầu trong việc theo dõi chính xác cách thức các tế bào này giao tiếp theo cách này. “Chúng ta có thể nghiên cứu một số tín hiệu điện được phát ra từ các tế bào não. Tuy nhiên, những tần số rất thấp và rất cao rất khó phát hiện trong não sống”, Kostarelos cho biết.
“Hiện tại chỉ có thể theo dõi những tần số ở tần số trung bình. Điều quan trọng là chip BCI có thể xác định chính xác một loạt tín hiệu điện trong não, bao gồm cả những tín hiệu có tần số rất cao và rất thấp.”
Để sử dụng thiết bị này, một phần hộp sọ của bệnh nhân sẽ được lấy ra và một con chip cực nhỏ – có hàng nghìn điểm tiếp xúc điện – được đặt lên trên não của họ. Các máy phát gửi tín hiệu điện để kích thích các tế bào não và các máy thu nhỏ sẽ thu nhận phản hồi của chúng.
bỏ qua khuyến mãi bản tin trước đây
Đăng ký để quan sát
Bản tin miễn phí hàng tuần
Phân tích và ý kiến về tin tức và văn hóa trong tuần do các nhà văn Observer giỏi nhất mang đến cho bạn
Nhập địa chỉ email của bạn Đăng kýThông báo về quyền riêng tư: Bản tin có thể chứa thông tin về các tổ chức từ thiện, quảng cáo trực tuyến và nội dung do các bên bên ngoài tài trợ. Để biết thêm thông tin, hãy xem Chính sách quyền riêng tư của chúng tôi. Chúng tôi sử dụng Google reCaptcha để bảo vệ trang web của chúng tôi và Google Chính sách bảo mật Và Điều khoản dịch vụ áp dụng.
sau khi khuyến mãi bản tin
Kostarelos cho biết: “Các tế bào ung thư không phản ứng với kích thích điện do con chip tạo ra so với các tế bào thần kinh của vật chủ”.
“Điều này cho phép nhóm phẫu thuật xác định các tế bào thần kinh rất gần với khối u và điều đó cực kỳ quan trọng. Nếu một khối u nằm ở các bộ phận của não, chẳng hạn như những bộ phận liên quan đến khả năng nói, nhóm nghiên cứu sẽ cần phải đặc biệt cẩn thận. Được hướng dẫn bởi các tín hiệu từ chip graphene, họ có thể loại bỏ các tế bào bị bệnh với độ chính xác và độ tin cậy cao hơn.”
Khả năng chip BCI phát hiện các tín hiệu tần số rất cao và rất thấp từ tế bào não cũng rất quan trọng vì những lý do khác. Với đột quỵ và động kinh, người ta biết rằng các tín hiệu tần số rất thấp được gửi đi bởi các tế bào ở phần não bị ảnh hưởng và công nghệ này mở ra một cách mới để khám phá điều gì xảy ra ngay sau khi một người trải qua một trong những hiện tượng này.
Kostarelos cho biết: “Công nghệ dựa trên các đặc tính vượt trội của graphene sẽ giúp chỉ đạo các can thiệp phẫu thuật trong não và cũng cho phép hiểu biết mới cơ bản về cách các tế bào trong não của chúng ta hoạt động và tương tác trong trạng thái bệnh tật”.
Nguồn The Guardian