Cấy ghép hệ điều hành vào cơ thể người?

• Cấy ghép tế bào giúp bệnh nhân liệt hồi phục vận động
• Cấy ghép mắt sinh học lần đầu tiên trên thế giới
• Thời của siêu nhân

Con người cũng sẽ không cần phải dùng đến thẻ từ, chìa khóa, hay thậm chí mật khẩu để truy cập vào các thiết bị nhận dạng cá nhân mà chỉ cần cấy một con chip nhỏ dưới da… Những công nghệ cấy ghép sinh học trong tương lai sẽ giúp cuộc sống con người trở nên khỏe mạnh, tiện nghi hơn.

Từ cấy ghép mô mắt giúp hồi phục thị lực…

Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới, có hàng triệu người trên khắp thế giới bị khiếm thị toàn phần, cùng với những tiến bộ trong việc ghép võng mạc từ tế bào sản sinh từ tế bào gốc, một ngày nào đó sẽ khôi phục được thị lực cho hàng triệu bệnh nhân mắc các bệnh về võng mạc. 

Cuộc chạy đua của các nhà khoa học và sự lão hóa để tìm các cách mới nâng cao năng lực tự phục hồi của cơ thể từ tế bào gốc và cả các thiết bị sinh học được cấy ghép vào cơ thể người bệnh.

Phẫu thuật cấy ghép não giúp bệnh nhân bị bại liệt có thể giao tiếp bằng suy nghĩ.

Cùng với các chứng bệnh về mắt khác, hai rối loạn võng mạc phổ biến nhất là thoái hóa điểm vàng và viêm võng mạc sắc tố. Ngoài việc cấy ghép những con mắt sinh học, các nhà nghiên cứu cũng đã sử dụng phương pháp cấy ghép những tế bào tiếp nhận ánh sáng vào võng mạc để giúp hồi phục thị lực. Trở ngại lớn nhất của phương pháp này là các tế bào cấy ghép không thực sự hòa hợp với võng mạc của người bệnh và do đó hạn chế khả năng phục hồi thị giác.

Một kết quả mới được công bố gần đây của các nhà khoa học Nhật Bản về ca cấy ghép thành công tế bào gốc đa năng giúp chữa chứng thoái hóa điểm vàng do tuổi già. 

Nhóm nghiên cứu đã lấy một tế bào da và sau đó biến đổi thành tế bào gốc đa năng. Tế bào gốc được các nhà khoa học Nhật Bản phát triển thành các biểu mô sắc tố võng mạc và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm rồi tạo thành một tấm màng siêu mỏng, được cấy vào phía sau võng mạc của bệnh nhân. 

Mặc dù cuộc điều trị mới chỉ ở mức độ nghiên cứu ban đầu và còn rất gian nan để có thể trở thành liệu pháp điều trị rộng rãi cho người bệnh. Nhưng những tín hiệu tích cực mà nó mang lại rất khả quan.

Bên cạnh phương pháp sử dụng tế bào gốc, các nhà khoa học Italy mới đây đã công bố phương pháp cấy thiết bị có tác dụng chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện kích thích các nơ-ron võng mạc được cấy vào để thay thế võng mạc bị tổn thương. 

Thiết bị này được chế tạo từ một lớp polyme dẫn điện mỏng và phủ một lớp chất bán dẫn. Lớp polyme bán dẫn này hoạt động như một tế bào quang điện, hấp thụ các photon ánh sáng và kích thích các nơ-ron võng mạc và phủ kín các chỗ trống tạo ra do các tế bào nhận sáng bị hỏng. 

Qua theo dõi bằng phương pháp cắt lớp phát xạ để theo dõi hoạt động của não chuột trong các bài kiểm tra nhạy sáng, các nhà nghiên cứu đã ghi nhận sự gia tăng hoạt động của các vùng thị giác trên vỏ não. 

Bác sĩ nhãn khoa Grazia Pertile, Italy là một trong những nhà nghiên cứu hy vọng rằng những kết quả tích cực thu được từ nghiên cứu nói trên sẽ được thử nghiệm trên con người và có thể là một bước ngoặt mới trong việc điều trị các bệnh về võng mạc.

…đến cấy ghép chíp giúp cải thiện chức năng não

Não bộ con người là một cơ quan phức tạp và quan trọng bậc nhất trong cơ thể. Với 75% là nước và hơn 100 tỷ nơ-ron thần kinh và 1 tỷ khớp thần kinh giúp kết nối các nơ-ron thần kinh. Đây là cơ quan được coi là quyết định phản xạ, cách thức con người hành động và điều khiển mọi bộ phận cơ thể thực hiện những quyết định đó. 

Cùng với những tiến bộ về y học, đặc biệt là phương pháp cấy ghép các thiết bị vào não, giúp người bệnh có khả năng phục hồi lại một phần chức năng của não bộ.

Chíp sinh học sử dụng công nghệ nhận dạng bằng tần số sóng vô tuyến và giao tiếp khoảng cách gần được cấy ghép dưới da.

Một kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí New England Journal of Medicine cho biết về một ca cấy ghép não giúp người bệnh mất khả năng đi lại và nói chuyện, có thể giao tiếp bằng suy nghĩ. Bệnh nhân được chẩn đoán mắc chứng xơ cứng teo cơ, phải sử dụng máy trợ thở và không thể đi lại hay nói chuyện. 

Nhà nghiên cứu Nick Ramsay, Hà Lan đã chế tạo một thiết bị được cấy ghép vào não của người bệnh với hai điện cực được đặt trên vùng vỏ não vận động, nơi kiểm soát chuyển động của con người. 

Các điện cực này được nối với một máy phát được kết nối với máy tính thông qua phần mềm hiển thị trước mặt người bệnh. Khi ô vuông di chuyển tới chữ cái mong muốn, người bệnh sẽ tưởng tượng tay mình bấm phím chữ, não bộ sẽ tạo ra các tín hiệu và truyền đến máy tính. 

Sau gần nửa năm luyện tập, bệnh nhân đã có thể sử dụng thiết bị này với độ chính xác lên tới 95%. Việc cấy thiết bị vào não cũng có thể giúp các bệnh nhân bị các chứng bệnh thương tổn về não như bại liệt, đột quỵ có thể phục hồi lại một số vận động của cơ thể. 

Theo BBC, sau khi được cấy thiết bị vào não, một bệnh nhân ở bang Ohio, Mỹ đã có thể cầm nắm đồ vật và thậm chí chơi một đoạn nhạc gắn với máy tính. Chíp cấy ghép đọc những sóng tín hiệu phát ra từ não bộ, sau đó máy tính giải mã và dùng tín hiệu điện kích thích cơ bắp trên người bệnh nhân.

Cùng với sự lão hóa, chứng suy giảm trí nhớ ở tuổi già là do sự thoái hóa của não bộ. Một nghiên cứu y học cho thấy có 3% số người ở độ tuổi 65-75 bị ảnh hưởng này, và ở độ tuổi 85 thì có tới 50% mắc chứng giảm trí nhớ. Căn bệnh này gây co rút não, đặc biệt là vùng trung tâm thông tin hippocampus, vùng não chịu trách nhiệm về trí nhớ. 

Mới đây công ty Kernel, Mỹ đã nghiên cứu phát triển thiết bị chíp cấy vào não bộ có tác dụng nâng cao trí thông minh. Con chíp với kích thước siêu nhỏ được cấy vào não bộ có chức năng ghi chép và mô phỏng nhiều nơ-ron thần kinh, qua đó tìm hiểu sâu hơn về quá trình ghi nhớ ở vùng trung tâm thông tin. 

Bryan Johnson, người sáng lập công ty Kernel cho rằng có thể khôi phục ký ức thông qua mô phỏng cách thức hoạt động của vùng trung tâm thông tin não bộ qua kích thích điện. Nếu có thể mô phỏng chức năng tự nhiên của bộ não, con người sẽ có khả năng học hỏi nhanh hơn và có khả năng lựa chọn hay loại bỏ phần ký ức bất kỳ.

Và cài đặt hệ điều hành vào cơ thể

Một bằng sáng chế được công bố tiết lộ tham vọng của hãng Google về việc tạo ra một thiết bị có thể được cấy ghép vào nhãn cầu của người sử dụng. Bằng việc phát triển nghiên cứu vật liệu polymer có tính linh hoạt cao, thiết bị này sẽ hoàn toàn phù hợp với phần nhãn cầu mắt của con người. 

Cấy ghép thiết bị vào nhãn cầu mắt sẽ giúp người sử dụng tập trung hơn vào các thông tin được hiển thị và kết nối dễ dàng với các thiết bị khác.

Phẫu thuật cấy ghép vào nhãn cầu mắt được thực hiện bằng cách tiêm một chất lỏng đặc biệt kèm theo các thiết bị xuyên thủng giác mạc vào bên trong lớp dịch thủy tinh. Google hy vọng việc cấy ghép thiết bị trực tiếp vào nhãn cầu mắt sẽ giúp người sử dụng tập trung hơn vào các thông tin được hiển thị và có thể kết nối thông minh với các thiết bị khác.

Nhiều phỏng đoán cho rằng các thiết bị này sẽ chạy trên nền tảng hệ điều hành Android như các thiết bị khác của Google nhằm tăng tính tương thích. Một thứ gọi là "ăng-ten thu hoạch" sẽ thu thập năng lượng để cung cấp cho thiết bị cấy ghép. Rất có thể trong tương lai ranh giới giữa người và máy móc sẽ được xóa nhòa nhờ công nghệ tưởng chừng như viễn tưởng này.

Những ứng dụng trong đời sống hàng ngày cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm. Các thiết bị cấy ghép dưới da cũng được coi là có tiềm năng lớn bởi những lợi ích mà nó mang lại cho cuộc sống. 

Công ty Dangerous Things, Mỹ đã đưa thiết bị cấy ghép dưới da sử dụng công nghệ nhận dạng bằng tần số sóng vô tuyến RFID và công nghệ giao tiếp khoảng cách gần Near Field Communications (NFC) để giúp người sử dụng có thể giao tiếp với các thiết bị nhận dạng cá nhân mà không cần phải chìa khóa, hay mật khẩu… 

Thiết bị cấy ghép được chế tạo từ sắt ferit từ có điện trở suất và độ bền cao, bọc trong một ăngten đồng và ngoài cùng là một lớp kính có tính tương thích sinh học. Thiết bị này hoạt động một cách thụ động dưới da và kích hoạt khi ở gần thiết bị đọc dữ liệu. 

Thiết bị đọc dữ liệu nhận thông tin từ chíp gắn trên người dùng và sẽ đưa ra quyết định mở cửa, kích hoạt điện thoại, máy tính. Tiềm năng ứng dụng của thiết bị này là rất lớn nhưng nó cũng khiến người dùng lo ngại nếu các "tin tặc sinh học" có thể hack được các thông tin mã hóa của người sử dụng.