Một công ty công nghệ thần kinh do cựu đồng sáng lập Neuralink thành lập đang tiến gần tới cột mốc quan trọng: thử nghiệm cấy ghép cảm biến vào não người.
Bên cạnh việc đọc tín hiệu não bằng điện cực như các công nghệ hiện tại, hướng đi mới này còn kết hợp cả tế bào thần kinh sống và thiết bị điện tử. Từ đó mở ra một cách tiếp cận hoàn toàn khác trong giao diện não - máy tính.
Tham vọng tạo giao diện não - máy lai sinh học
Science Corporation, startup do Max Hodak sáng lập sau khi rời Neuralink, đang chuẩn bị cho các thử nghiệm trên người đầu tiên tại Mỹ đối với một loại giao diện não - máy tính lai sinh học. Công ty được thành lập năm 2021 và vừa hoàn tất vòng gọi vốn Series C trị giá 230 triệu USD, đạt định giá khoảng 1,5 tỷ USD.
Để hiện thực hóa bước tiến này, Science đã mời Tiến sĩ Murat Günel, Chủ nhiệm Khoa Phẫu thuật Thần kinh của Trường Y Yale, tham gia với vai trò cố vấn khoa học sau hai năm thảo luận. Mục tiêu trước mắt là tiến hành cấy ghép cảm biến đầu tiên vào não người, như bước khởi đầu cho một thế hệ thiết bị hoàn toàn mới.
Khác với các hệ thống hiện tại chủ yếu sử dụng điện cực kim loại để ghi nhận và kích thích tín hiệu não, Science theo đuổi một hướng đi mang tính “sinh học” hơn. Thiết bị của họ được thiết kế để tích hợp các tế bào thần kinh được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, tạo ra cầu nối tự nhiên giữa não người và máy tính.
Những tế bào này có thể được kích thích bằng ánh sáng và được kỳ vọng sẽ hòa nhập tốt hơn với mô não, thay vì gây tổn thương như các điện cực truyền thống.
Theo Tiến sĩ Günel, các đầu dò kim loại hiện nay dù hiệu quả nhưng có thể gây tổn thương mô não và làm suy giảm hiệu suất theo thời gian, tạo ra giới hạn lớn cho việc thương mại hóa lâu dài.
Công nghệ của Science được phát triển bởi nhóm khoảng 30 nhà nghiên cứu dưới sự dẫn dắt của Giám đốc khoa học Alan Mardinly. Năm 2024, công ty đã công bố nghiên cứu cho thấy thiết bị có thể cấy ghép an toàn vào não chuột và kích thích hoạt động thần kinh.
Hiện tại, trọng tâm của Science là hoàn thiện nguyên mẫu thiết bị và phát triển quy trình nuôi cấy tế bào thần kinh đạt chuẩn y tế. Từ đó phục vụ các ứng dụng điều trị khác nhau trong tương lai.
Song song đó, công ty cũng đang phát triển sản phẩm PRIMA, một thiết bị phục hồi thị lực cho bệnh nhân mù do thoái hóa điểm vàng. Công nghệ này được mua lại vào năm 2024 và đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng, với kế hoạch đưa ra thị trường châu Âu sau khi được phê duyệt, có thể ngay trong năm nay.
Bước tiếp theo của Science là thử nghiệm thiết bị trên người, tuy nhiên theo một cách tiếp cận thận trọng hơn so với các đối thủ. Thay vì cấy trực tiếp vào mô não như Neuralink, cảm biến của Science sẽ được đặt bên trong hộp sọ nhưng nằm trên bề mặt não.
Thiết bị này có kích thước nhỏ, chứa 520 điện cực ghi được bố trí trong một vùng chỉ bằng hạt đậu. Công ty cho rằng cách tiếp cận này ít xâm lấn hơn và không gây rủi ro đáng kể cho bệnh nhân. Do đó, họ không có kế hoạch xin phê duyệt từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cho các thử nghiệm ban đầu.
Cơ hội và thách thức mới
Các thử nghiệm dự kiến sẽ được thực hiện trên những bệnh nhân đã cần phẫu thuật não, chẳng hạn như người bị đột quỵ phải mở hộp sọ để giảm áp lực do phù não. Trong quá trình phẫu thuật, cảm biến sẽ được đặt lên vỏ não để đánh giá độ an toàn và khả năng ghi nhận tín hiệu.
Nếu chứng minh được hiệu quả, công nghệ này có thể mở ra nhiều ứng dụng y khoa. Một trong những hướng đi ban đầu là cung cấp kích thích điện nhẹ để hỗ trợ phục hồi các tế bào thần kinh bị tổn thương, đặc biệt trong não hoặc tủy sống.
Science Corporation đang chuẩn bị cho kế hoạch cấy chip cảm biến vào não người
Ở mức độ phức tạp hơn, thiết bị có thể được sử dụng để theo dõi hoạt động não ở bệnh nhân u não và cảnh báo sớm các cơn động kinh. Điều này có thể giúp bác sĩ và người chăm sóc can thiệp kịp thời, giảm rủi ro cho bệnh nhân.
Xa hơn, tham vọng của Science là tạo ra các hệ thống có thể điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh như Parkinson. Hiện nay, các phương pháp như kích thích não sâu hoặc cấy ghép tế bào vẫn chưa thể ngăn chặn hoàn toàn tiến triển của bệnh.
Theo Tiến sĩ Günel, việc kết hợp giữa hệ thống sinh học và điện tử có thể mở ra khả năng bảo vệ các mạch thần kinh và làm chậm, thậm chí dừng tiến trình bệnh. Tuy nhiên, con đường phía trước vẫn còn nhiều thách thức.
Ngay cả với các công nghệ hiện tại như Neuralink, việc đưa sản phẩm ra thị trường quy mô lớn vẫn gặp khó khăn do rào cản pháp lý và số lượng bệnh nhân phù hợp còn hạn chế. Với Science, thách thức không chỉ nằm ở kỹ thuật mà còn ở việc chứng minh tính an toàn, hiệu quả và khả năng tích hợp sinh học của thiết bị trong thời gian dài.
Việc nuôi cấy và duy trì tế bào thần kinh trong môi trường cơ thể người cũng đặt ra nhiều câu hỏi chưa có lời giải. Tiến sĩ Günel cho rằng việc kỳ vọng bắt đầu thử nghiệm vào năm 2027 có thể là quá lạc quan, cho thấy tiến độ phát triển của công nghệ này vẫn còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Dù vậy, sự xuất hiện của hướng đi lai sinh học cho thấy lĩnh vực giao diện não - máy tính đang bước vào một giai đoạn mới. Thay vì chỉ dựa vào điện tử, các công ty bắt đầu tìm cách kết hợp sâu hơn với sinh học, với mục tiêu không chỉ đọc tín hiệu não mà còn tương tác và tái tạo chức năng thần kinh.
Nếu thành công, đây có thể là bước tiến quan trọng không chỉ trong điều trị bệnh mà còn trong việc mở rộng khả năng của con người, từ phục hồi giác quan đến việc bổ sung những năng lực hoàn toàn mới.
*Nguồn bài viết: TechCrunch
