Chấn thương tủy sống (SCI) vẫn là một trong những bệnh lý thần kinh tàn phá nhất, làm gián đoạn sự liên lạc giữa não và cơ thể, khiến hàng triệu người trên toàn thế giới bị liệt vĩnh viễn.
Bất chấp hàng thập kỷ nghiên cứu, việc phục hồi khả năng vận động sau chấn thương tủy sống vẫn là một trong những vấn đề khó giải quyết nhất của ngành thần kinh học.
Một sáng kiến do EU tài trợ và được Hội đồng Đổi mới Châu Âu hỗ trợ, mở ra một hướng đi mới: một giao diện não-tủy sống có thể cấy ghép hoàn toàn, kết nối lại tâm trí và cơ thể, mang đến hy vọng mới trong việc chống lại chứng liệt.
“Điều trị cho bệnh nhân bị liệt vẫn là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại,” Giáo sư Grégoire Courtine, nhà thần kinh học tại Trường Bách khoa Liên bang Lausanne, Thụy Sĩ, người dẫn đầu nghiên cứu đột phá này, cho biết.
Ông cho biết các nhà nghiên cứu đã cố gắng trong nhiều thập kỷ – và thất bại – trong việc tái tạo các tế bào thần kinh và sợi thần kinh bằng các phương pháp sinh học.
“Chúng tôi đã thay đổi hoàn toàn phương pháp tiếp cận. Thay vì cố gắng sửa chữa tổn thương thực tế, chúng tôi tập trung vào những gì còn nguyên vẹn bên dưới vùng bị tổn thương, nhưng bị ngắt kết nối với não bộ,” Courtine, người đã tiên phong trong các phương pháp mới để phục hồi khả năng vận động sau khi bị liệt bằng cách sử dụng kích thích tủy sống và công nghệ thần kinh, cho biết thêm.
Một cây cầu kỹ thuật số bắc qua vết thương
Dự án ReverseParalysis do EU tài trợ, được xây dựng dựa trên nghiên cứu do Courtine dẫn đầu, đã phát triển một thế hệ giao diện não-tủy sống mới được thiết kế để khôi phục chức năng cả chi dưới và chi trên ở những người bị tổn thương tủy sống.
"
Điều trị cho bệnh nhân bị liệt vẫn là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại.
Thay vì dựa vào các đường dẫn thần kinh bị tổn thương, hệ thống này tạo ra một “cầu nối kỹ thuật số” liên kết trực tiếp các tín hiệu não và tủy sống. Bằng cách kết hợp những tiến bộ trong khoa học thần kinh, kỹ thuật sinh học và trí tuệ nhân tạo từ các nhóm nghiên cứu ở Hà Lan, Thụy Sĩ và Pháp, công nghệ này bỏ qua vị trí tổn thương, cho phép sự truyền tín hiệu thần kinh được phục hồi.
Sau chấn thương tủy sống (SCI), tín hiệu vận động từ não không còn truyền đến được các cơ. Trong phương pháp này, một thiết bị cấy ghép nhỏ sẽ đọc tín hiệu từ vỏ não vận động, chuyển đổi chúng thành các lệnh và truyền đến một thiết bị cấy ghép tủy sống được đặt bên dưới vị trí tổn thương.
Thiết bị này cung cấp kích thích điện chính xác đến các dây thần kinh điều khiển cơ bắp, nhờ đó chỉ cần nghĩ đến từ "đi bộ" là chân sẽ chuyển động.
Cho đến gần đây, hầu hết các công nghệ đều tập trung vào việc giúp người bệnh thích nghi với tình trạng liệt – xe lăn, khung tập đi hoặc khung xương ngoài – hơn là khôi phục khả năng vận động.
Từ bước đột phá đến những bước đi đầu tiên
Dưới sự chăm sóc của giáo sư phẫu thuật thần kinh Jocelyne Bloch tại Bệnh viện Đại học Lausanne, bệnh nhân đầu tiên được cấy ghép thiết bị nguyên mẫu là David Mzee, một sinh viên giáo dục thể thao bị liệt do tai nạn thể dục dụng cụ.
Trước khi phẫu thuật, anh ấy đang tham gia Giải vô địch bóng bầu dục xe lăn thế giới. Courtine đã đến xem một trận đấu của anh ấy cùng với cô con gái mới sinh.
“David nhìn thẳng vào mắt cô ấy và nói, ‘Anh sẽ đi trước em’”, Courtine kể lại. “Tám tháng sau, vào một ngày đẹp trời ở hồ Geneva, anh ấy đã làm đúng như vậy. Anh ấy đã bước những bước đầu tiên trong lịch sử những bệnh nhân bị liệt. Đó là một khoảnh khắc vô cùng đặc biệt.”
Không chỉ học được cách đứng và đi lại với sự hỗ trợ, ông Mzee còn lấy được bằng sư phạm thể thao và hiện đang làm việc tại một trường dạy nghề.
“Tôi vẫn phải phụ thuộc vào xe lăn, nhưng với chấn thương tủy sống ở vùng cổ, mỗi sự cải thiện nhỏ đều tạo nên sự khác biệt lớn. Mỗi chút chức năng được phục hồi đều thực sự đáng quý”, ông Mzee nói.
Dựa trên bước đột phá này, dự án ReverseParalysis kéo dài ba năm, hoàn thành vào năm 2025, đã đạt được những kết quả từng được coi là không thể: hai người bị tổn thương tủy sống hoàn toàn đã lấy lại khả năng đứng và đi lại, trong khi hai người khác phục hồi khả năng vận động ở tay và cánh tay, cho phép họ thực hiện lại các công việc hàng ngày.
Tiến sĩ Vincent Delattre, đồng sáng lập của ONWARD Medical, một công ty công nghệ thần kinh có trụ sở tại Eindhoven, Hà Lan, đơn vị điều phối dự án ReverseParalysis, hiện đang nỗ lực biến những kết quả thí nghiệm này thành sản phẩm ứng dụng lâm sàng.
“Một trong những người tham gia chương trình của chúng tôi đã có thể tự ăn được thứ gì đó lần đầu tiên sau nhiều năm,” ông nói. “Anh ấy cầm một cây xúc xích và cắn một miếng. Khi bạn nhìn thấy nụ cười trên khuôn mặt người đó, điều đó đủ để thúc đẩy mọi việc chúng tôi làm.”
Học lại chuyển động
Đối với những người bị tổn thương tủy sống, ngay cả những cải thiện nhỏ về khả năng vận động cũng có thể thay đổi cuộc sống hàng ngày, giảm sự phụ thuộc vào người chăm sóc và khôi phục cảm giác tự chủ.
"
Chúng tôi đang vượt qua những giới hạn của những điều trước đây được cho là khả thi.
Tuy nhiên, chấn thương tủy sống (SCI) rất phức tạp: vị trí và mức độ nghiêm trọng của tổn thương khác nhau, khiến việc giải mã tín hiệu não một cách chính xác và chuyển chúng thành chuyển động mượt mà, tự nhiên trở nên khó khăn. Mỗi thành công cũng cho thấy vẫn còn rất nhiều điều cần hiểu về việc học lại các kỹ năng đã mất.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm ReverseParalysis đã tích hợp các thuật toán học máy thích ứng với từng người dùng. Các hệ thống này liên tục tinh chỉnh cách diễn giải tín hiệu não, cải thiện hiệu suất theo thời gian. Những tiến bộ trong thiết kế điện cực cũng cho phép nhắm mục tiêu chính xác vào các đường dẫn thần kinh trong tủy sống.
“Đây không phải là phương pháp chữa khỏi hoàn toàn; mà là bước đầu tiên trong quá trình phục hồi,” Delattre nói. “Với quá trình luyện tập chuyên sâu, bệnh nhân có thể cải thiện và thậm chí có thể lấy lại một số chức năng mà không cần kích thích.”
Mở rộng chân trời
Nhóm nghiên cứu hiện đang áp dụng chuyên môn của mình vào các thách thức khác liên quan đến chứng liệt. Một trọng tâm là ổn định huyết áp, một biến chứng phổ biến nhưng thường bị bỏ qua ở những người bị tổn thương tủy sống, có thể gây chóng mặt và mệt mỏi, làm giảm chất lượng cuộc sống.
Bằng cách sử dụng kích thích tủy sống có định hướng, các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu giúp bệnh nhân ngồi thẳng lâu hơn, tham gia trị liệu và thực hiện các hoạt động hàng ngày một cách an toàn hơn.
Công nghệ này cũng có thể mang lại lợi ích cho những người đã khỏi bệnh đột quỵ. Mặc dù đột quỵ không làm tổn thương tủy sống, nhưng nó làm gián đoạn khả năng điều khiển vận động của não bộ. Mục tiêu là tăng cường và ổn định các tín hiệu còn lại để khôi phục chức năng.
Thử thách tiếp theo đối với ONWARD Medical là biến các hệ thống phòng thí nghiệm chuyên dụng thành các thiết bị thực tiễn, khép kín, có thể được sử dụng rộng rãi trong môi trường lâm sàng. Bước này – giúp nhiều bệnh nhân tiếp cận được công nghệ hơn – có thể vẫn còn cần 5 đến 10 năm nữa.
Như Delattre đã nói, ranh giới của quá trình phục hồi sau chấn thương tủy sống đang thay đổi. “Chúng ta đang vượt qua những giới hạn mà trước đây người ta cho là không thể.”
Nghiên cứu trong bài viết này được tài trợ bởi Hội đồng Đổi mới Châu Âu (EIC). Quan điểm của những người được phỏng vấn không nhất thiết phản ánh quan điểm của Ủy ban Châu Âu. Nếu bạn thấy bài viết này hữu ích, vui lòng chia sẻ trên mạng xã hội.
