Trung Quốc cấy ghép não biến suy nghĩ thành lời nói và chuyển động

Trong các thử nghiệm lâm sàng mang tính đột phá tại Thượng Hải (Trung Quốc), các nhà khoa học thực hiện phương pháp cấy ghép não cho phép hai bệnh nhân động kinh xử lý ngôn ngữ và kiểm soát vận động chỉ bằng suy nghĩ.

Thử nghiệm đột phá này đánh dấu bước tiến lớn hướng tới giao diện não-máy tính (BCI) có thể dịch hoạt động của não người thành ngôn ngữ và hành động phức tạp, mở ra cơ hội cho hàng triệu người gặp khó khăn về giao tiếp và vận động.

Theo báo cáo nghiên cứu, bệnh nhân 43 tuổi đã giải mã và tổng hợp thành công các âm tiết tiếng Quan Thoại - một trong những ngôn ngữ phức tạp nhất thế giới. Trong khi đó, bệnh nhân 21 tuổi có thể chơi trò chơi và sử dụng các thiết bị thông minh.

Hãng tin The Paper cho biết, các thử nghiệm được công ty NeuroXess có trụ sở tại Thượng Hải thực hiện tại Bệnh viện Hoa Sơn, trực thuộc Đại học Phúc Đán, sử dụng công nghệ giao diện BCI thông lượng cao do chính công ty phát triển.

Tiếng Quan Thoại, với hơn 400 âm tiết, bốn thanh điệu và đòi hỏi khả năng ghi nhớ tượng hình, sử dụng nhiều vùng não trong quá trình giao tiếp - đặt ra thách thức đáng kể cho các hệ thống giải mã thần kinh.

Trong thử nghiệm tập trung vào ngôn ngữ, bệnh nhân 43 tuổi bị động kinh đã trải qua phẫu thuật cấy ghép điện cực vào trung tâm ngôn ngữ của não, nhắm vào tổn thương liên quan đến tình trạng của họ.

Quy trình này chỉ kéo dài vài phút, xác định thành công vị trí tổn thương, đặt điện cực và bảo toàn các chức năng quan trọng của não. Hai ngày sau phẫu thuật, bệnh nhân bắt đầu tập luyện và trong vòng một tuần đã đạt được tỷ lệ chính xác 71% trong việc giải mã 142 âm tiết tiếng Quan Thoại thông dụng.

Sử dụng hệ thống giải mã não bộ theo thời gian thực, bệnh nhân có thể tổng hợp các âm tiết tiếng Quan Thoại chỉ bằng suy nghĩ, tương tác với các mô hình ngôn ngữ lớn và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp khác. Tín hiệu não được chuyển đổi thành ngôn ngữ và sau đó thành các lệnh để điều khiển bàn tay robot linh hoạt, cho phép tương tác giữa con người và máy móc diễn ra một cách mượt mà.

Trong thử nghiệm tập trung vào vận động riêng biệt, bệnh nhân động kinh 21 tuổi đã trải qua một quy trình tương tự. Các điện cực được cấy ghép để theo dõi tổn thương ở trung tâm vận động của não và bảo toàn các chức năng vận động quan trọng.

Hai ngày sau phẫu thuật, bệnh nhân bắt đầu tập luyện và thực hiện thành công các nhiệm vụ như chơi bóng bàn và trò chơi điện tử chỉ bằng suy nghĩ của họ.

Sau hai tuần đào tạo, bệnh nhân có thể sử dụng các ứng dụng phổ biến như nền tảng nhắn tin, mua sắm trực tuyến, cũng như điều khiển các thiết bị thông minh và xe lăn có động cơ. Thử nghiệm chứng minh tiềm năng của giao diện BCI trong việc khôi phục sự độc lập và cải thiện cuộc sống hàng ngày cho những người bị suy giảm chức năng vận động.

Bất chấp những tiến bộ này, các hệ thống BCI hiện tại vẫn cần thiết bị bên ngoài. Bệnh nhân phải đội mũ bảo hiểm và duy trì kết nối với đường dây điện và dữ liệu - được gọi là “bím tóc” - để truyền hoạt động của não đến các thiết bị xử lý.

NeuroXess, thành lập vào năm 2021, có kế hoạch giải quyết những hạn chế này bằng các thiết bị thế hệ tiếp theo, dự kiến ​​ra mắt vào cuối năm nay, nhằm mục đích cho phép truyền dữ liệu và sạc không dây.

Trong khi các công ty như Neuralink của Elon Musk đã đạt được giải mã vận động theo thời gian thực, NeuroXess là một trong số ít các công ty BCI xâm lấn kết hợp giải mã ngôn ngữ và vận động theo thời gian thực trong các thử nghiệm trên người.

“Chiến lược của Neuralink đòi hỏi phải cấy ghép vào vỏ não, điều này có thể gây tổn thương cho mô não”, Tao Hu, nhà sáng lập và nhà khoa học trưởng của NeuroXess, cho hay. “Cách tiếp cận của chúng tôi liên quan đến vỏ não, điều này có thể tránh được tổn thương tiềm ẩn cho mô não”.