Những bước đột phá giúp phục hồi khả năng hoạt động cho người liệt tủy

Từ dùng tế bào mũi làm để phục hồi tủy sống phát triển đến tủy sống “nhân tạo” và cánh tay giả điều khiển bằng ý nghĩ, những bước đột phá dưới đây mở ra triển vọng trả lại cuộc sống bình thường cho những người không may bị liệt tủy.

Tế bào OEC (olfactory ensheathing cell) cho phép các sợi thần kinh tái sinh đến não.

Dùng tế bào mũi để phục hồi tủy sống

Khi tủy sống bị tổn thương, mô sẹo tạo thành ở chỗ vết thương và ngăn không cho các sợi thần kinh phát triển qua chỗ đó.Sau hàng chục năm nghiên cứu, GS. Geoffrey Raisman, Viện Thần kinh Trường đại học London cùng các cộng sự tin rằng có thể tái tạo các sợi thần kinh ở tủy sống bị thương nếu có một “cầu nối” phù hợp qua mô sẹo. Năm 1969, ông phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh bị tổn thương có thể tạo thành những liên kết mới và năm 1985, ông đã tìm ra một loại tế bào ở mũi có tên là tế bào OEC (olfactory ensheathing cell) cho phép các sợi thần kinh tái sinh đến não.

Với ý tưởng sử dụng các tế bào OEC để “dìu dắt” các sợi thần kinh tủy sống men theo cầu nối là đoạn dây thần kinh cổ chân để “bò qua” đoạn tủy bị đứt, các bác sĩ Ba Lan đã phẫu thuật ghép các tế bào từ mũi vào tủy sống cho một bệnh nhân nam 40 tuổi, bị đứt tủy do dao đâm và nhờ đó đã phục hồi được khả năng đi lại cho người bệnh. Thủ thuật đã tạo ra một “cầu nối” qua chỗ vết thương, nhờ đó các tế bào thần kinh dưới sự “dìu dắt” của những tế bào mũi đặc biệt có thể phát triển đi qua mô sẹo.

Anh Darek Fidyka bị liệt từ ngực trở xuống sau khi bị dao đâm vào lưng năm 2010. Trong ca mổ đầu tiên, các bác sĩ lấy ra một trong những hành khứu ở sâu trong mũi của anh và nuôi cấy tế bào OEC. Hai tuần sau đó, họ ghép các tế bào OEC nuôi cấy vào tủy sống bị tổn thương, sử dụng một đoạn dây thần kinh từ cổ chân của anh để làm cầu nối qua chỗ trống.

Sau 19 tháng điều trị tại bệnh viện ở Ba Lan, bác sĩ cho biết Fidyka đã phục hồi được phần nào cử động tự ý và cảm giác ở hai chân. Tình trạng của anh vẫn đang tiếp tục tiến triển tốt vượt ngoài dự kiến - anh Fidyka có thể lái xe và sống độc lập hơn.

Thông tin này mang đến hy vọng cho khoảng 3 triệu người bị vết thương tủy sống trên thế giới. Tuy nhiên, thủ thuật thành công một phần là do vết thương khá gọn, do đó nó có thể không phù hợp cho những bệnh nhân bị vết thương tủy sống phức tạp hơn.

Tủy sống nhân tạo cho người liệt

Về lý thuyết, có thể phục hồi cử động cho người bị liệt tủy bằng cách đưa vào người bệnh một thiết bị có thể “gửi” tới tủy sống những phối hợp xung điện và hóa chất hợp lý.

Tuy nhiên, khó khăn lớn nhất trong thực tế là mặc dù thiết bị có thể hoạt động rất tốt lúc ban đầu, song về lâu dài, vật liệu cứng gây cọ sát với mô tủy sống vốn rất mềm và căng, dẫn đến viêm hình thành mô sẹo và kết cục là sẽ bị hệ miễn dịch đào thải.

Song có vẻ như các nhà khoa học đã tìm ra cách vượt qua trở ngại này. Mới đây, trên tờ Science, nhóm nghiên cứu của Thụy sĩ và Mĩ, đứng đầu là GS. Stéphanie Lacour, Trường đại học Bách khoa de Lausanne (EPFL) đã mô tả việc thử nghiệm một thiết bị có tên là e-Dura implant được làm từ loại vật liệu mềm, phù hợp với các đặc tính cơ học của mô sống.

Thiết bị gồm một nền silicone trong suốt chứa những ống dịch nhỏ để cung cấp thuốc và những điện cực mềm làm bằng platin và silicon với những kết nối bằng vàng co giãn để gửi và truyền tín hiệu điện.

Vật liệu của e-Dura phù hợp với hình dạng và đặc tính cơ học của lớp màng cứng bảo vệ não và tủy sống.

Tuy hiện mới đang được nghiên cứu trên chuột, song các nhà khoa học đang có kế hoạch chuyển sang thử nghiệm trên người. Tủy sống nhân tạo e-Dura implant có triển vọng trong điều trị một loạt bệnh, bao gồm động kinh, bệnh Parkinson và điều trị đau

Cánh tay máy điều khiển bằng ý nghĩ

Năm 2012, các nhà nghiên cứu thuộc Trường đại học Pittsburgh (Mỹ) đã thử nghiệm cấy một con chip vào vỏ não vận động bên trái của Jan Scheuermann, một phụ nữ 52 tuổi bị liệt tủy từ cổ trở xuống.

Nhờ đó bà có thể dùng ý nghĩ để điều khiển cánh tay máy nhặt và di chuyển các vật thể, thậm chí cầm thanh kẹo socola để ăn.

Nhưng thiết bị vẫn có một số hạn chế; nó chỉ có thể cử động theo 7 hướng mỗi lần.

Giờ đây, trong báo cáo mới được công bố trên tờ Journal of Neural Engineering, nhóm nghiên cứu cho biết họ có thể tăng khả năng chuyển động của cánh tay lên 10 hướng.

Bằng cách bổ sung thêm 4 tín hiệu điều khiển mới mô tả rõ hơn “hình dạng của bàn tay giả”, hay khả năng các ngón tay và ngón cái của bàn tay robot cử động theo những kiểu khác nhau, bà Scheuermann có thể nhặt các đồ vật một cách hiệu quả hơn.