Ranh giới mờ dần giữa người và máy

Với khả năng giải mã tín hiệu não và điều khiển thiết bị bằng ý nghĩ, BCI không chỉ mở ra hy vọng phục hồi chức năng cho người bị liệt, mà còn đặt nền móng cho một kỷ nguyên tương tác mới giữa con người và máy móc.

Công nghệ đột phá

Trung Quốc vừa đạt bước tiến quan trọng trong lĩnh vực giao diện não - máy tính (BCI) khi bệnh nhân liệt tứ chi đầu tiên đã có thể điều khiển máy tính và trò chơi điện tử chỉ bằng suy nghĩ, sau khi được cấy ghép thiết bị BCI xâm lấn không dây.

Thông tin được Trung tâm Xuất sắc về Khoa học Não bộ và Công nghệ Trí tuệ (CEBSIT), trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc công bố. Ca phẫu thuật được thực hiện vào ngày 25/3 tại Bệnh viện Hoa Sơn (Đại học Phúc Đán), sau khi Trung Quốc khởi động thử nghiệm lâm sàng thiết bị này vào đầu tháng 3.

Chỉ sau 2 - 3 tuần huấn luyện hậu phẫu, bệnh nhân đã có thể sử dụng thiết bị để điều khiển máy tính, chơi game đua xe, cờ vua và các ứng dụng khác, hoàn toàn bằng tín hiệu thần kinh từ não. Người này bị mất cả bốn chi do tai nạn điện giật cách đây 13 năm.

Thành công này đưa Trung Quốc trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới, sau Mỹ với đại diện là Neuralink, tiến hành thử nghiệm lâm sàng công nghệ BCI xâm lấn. Thiết bị được CEBSIT phát triển có kích thước nhỏ gọn như một đồng xu, với điện cực siêu mảnh và linh hoạt gấp 100 lần so với các sản phẩm cùng loại, giúp hạn chế tổn thương mô não và duy trì kết nối ổn định trong thời gian dài.

Theo CEBSIT, hệ thống BCI dự kiến sẽ được cấp phép và thương mại hóa vào năm 2028, mang lại giải pháp công nghệ cho hàng triệu người bị chấn thương tủy sống, cụt chi hoặc mắc các bệnh thần kinh vận động nghiêm trọng.

Cùng với đó, Trung Quốc cũng ban hành các quy định định giá dịch vụ y tế liên quan đến công nghệ BCI, bao gồm phí cấy ghép và tháo gỡ thiết bị, tạo nền tảng pháp lý cho việc ứng dụng rộng rãi trong tương lai.

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ thử nghiệm khả năng điều khiển cánh tay robot, cho phép bệnh nhân thực hiện các thao tác như cầm nắm vật thể - mở rộng triển vọng ứng dụng của công nghệ BCI vào cuộc sống thực.

Theo cơ sở dữ liệu nghiên cứu y sinh của Mỹ, hiện có hơn 45 thử nghiệm lâm sàng liên quan đến công nghệ BCI được triển khai, chủ yếu tập trung vào hỗ trợ điều trị các rối loạn thần kinh, phục hồi chức năng sau chấn thương não và phát triển các ứng dụng điều khiển thiết bị bằng ý nghĩ.

Ông Rajesh Rao, đồng Giám đốc Trung tâm Công nghệ Thần kinh (Đại học Washington, Mỹ), cho biết, nhiều phòng thí nghiệm đã chứng minh khả năng sử dụng BCI để điều khiển con trỏ máy tính một cách chính xác.

Trong số các đơn vị tiên phong, Neuralink, công ty do Elon Musk sáng lập, có 2 điểm đột phá. Thứ nhất là sử dụng robot để cấy các sợi điện cực linh hoạt vào não. Thứ hai là khả năng ghi nhận hoạt động của nhiều tế bào thần kinh hơn so với các thiết bị truyền thống.

Tuy nhiên, ông Rao cho rằng, lợi thế của Neuralink vẫn cần thời gian để kiểm chứng. Một số công ty đối thủ như Synchron, Blackrock Neurotech hay Onward Medical đã triển khai thử nghiệm BCI trên người với phương pháp ít xâm lấn hơn hoặc tích hợp giữa ghi nhận thần kinh và kích thích điều trị - được đánh giá là linh hoạt và thực tế hơn trong điều kiện lâm sàng.

Cá nhân hóa điều trị

Ông Marco Baptista, Giám đốc khoa học của Quỹ Christopher & Dana Reeve - tổ chức hỗ trợ người bị liệt, nhận định BCI là công nghệ “đầy hứa hẹn” trong việc mở rộng khả năng phục hồi vận động. Dù chưa đầu tư cho Neuralink, ông cho biết, quỹ luôn sẵn sàng hỗ trợ những nghiên cứu “rủi ro cao, tiềm năng lớn”.

“Chúng ta chưa thể biết công nghệ nào sẽ chiến thắng. Nhưng chính những dự án táo bạo như thế này sẽ định hình tương lai phục hồi chức năng cho hàng triệu người”, ông Baptista nhấn mạnh.

Từ một ý tưởng thuộc về khoa học viễn tưởng, công nghệ BCI đang dần trở thành hiện thực, đánh dấu bước ngoặt mới trong quan hệ giữa con người và máy móc. Bằng cách giải mã tín hiệu thần kinh và chuyển chúng thành lệnh điều khiển, BCI giúp thiết lập kênh giao tiếp trực tiếp giữa não người và các thiết bị điện tử - mở ra hy vọng phục hồi chức năng cho bệnh nhân liệt, mất ngôn ngữ hoặc mắc bệnh thoái hóa thần kinh.

Theo một đánh giá chuyên sâu do Giáo sư Zhao Jizong, làm việc tại Bệnh viện Tiantan (Trung Quốc), công bố trên tạp chí Y khoa của Bệnh viện Cao đẳng Y khoa Liên hợp Bắc Kinh, BCI đang định hình lại phẫu thuật thần kinh hiện đại.

Công nghệ này đã chứng minh hiệu quả trong việc hỗ trợ bệnh nhân bị liệt vận động trở lại, giúp người mất khả năng nói có thể giao tiếp bằng ý nghĩ và thậm chí hỗ trợ điều trị bệnh Parkinson, động kinh qua các hệ thống kích thích thần kinh vòng kín.

Các thiết bị BCI hiện nay trải rộng từ tai nghe không xâm lấn đến mảng điện cực siêu nhỏ cấy trực tiếp vào não. Các loại điện cực mới, chẳng hạn chip graphene hoặc màng linh hoạt, giúp cải thiện độ phân giải tín hiệu, đồng thời giảm thiểu tổn thương mô não. Trong phẫu thuật, BCI được ứng dụng để tạo bản đồ não theo thời gian thực, giúp bác sĩ xác định chính xác vùng nhận thức và vận động cần bảo tồn trong quá trình cắt bỏ khối u.

Kết hợp với trí tuệ nhân tạo, BCI đang nhanh chóng chuyển mình từ công cụ hỗ trợ sang nền tảng can thiệp thần kinh chính xác. Các thuật toán học sâu cho phép giải mã tín hiệu thần kinh ngày càng hiệu quả, rút ngắn thời gian xử lý và cải thiện độ chính xác.

Tuy vậy, công nghệ này vẫn đối mặt nhiều thách thức như ổn định tín hiệu lâu dài, khả năng tương thích sinh học, chi phí sản xuất và các rào cản đạo đức liên quan đến quyền riêng tư, danh tính và ý chí tự chủ. Các chuyên gia kêu gọi thiết lập khung pháp lý rõ ràng để đảm bảo BCI được phát triển và sử dụng một cách minh bạch, an toàn và công bằng.

Trong tương lai gần, BCI không chỉ được kỳ vọng cá nhân hóa điều trị sau đột quỵ hay chấn thương tủy sống, mà còn mở rộng sang các lĩnh vực như giao tiếp bằng ý nghĩ, điều khiển robot và tăng cường nhận thức ở người khỏe mạnh - đặt nền móng cho một kỷ nguyên tương tác hoàn toàn mới giữa não người và thế giới số.