Điều khiển robot bằng... suy nghĩ

Bước đột phá về thiết bị thần kinh giả cấy vào vùng não này cho phép người bị liệt điều khiển cánh tay robot chỉ bằng cách nghĩ về nó.

Erik Sorto, 34 tuổi, người Mỹ đã không thể di chuyển cánh tay hoặc cẳng chân của mình hơn một thập kỷ qua, kể từ khi bị thương do đạn bắn khiến anh bị liệt từ cổ trở xuống. Ngay cả bây giờ anh vẫn còn quên những thứ lặt vặt.

“Tôi muốn tự uống bia theo tốc độ mà tôi muốn và khi tôi muốn nhấp ngụm bia thì không phải nhờ ai đưa hộ. Tôi thực sự nhớ sự độc lập đó”, anh nói.

Thế nhưng, gần đây, Sorto đã có thể thực hiện mục tiêu này khi anh trở thành người đầu tiên trên thế giới có thiết bị thần kinh giả cấy vào một vùng não – nơi những ý định được thực hiện.

Chỉ bằng việc nghĩ về nó, Sorto có thể điều khiển 1 cánh tay robot để uống chai nước sử dụng ống hút, thực hiện một cử chỉ bắt tay mềm mại và thậm chí có thể chơi với đá, giấy và kéo. Anh mô tả việc điều khiển trực tiếp cánh tay robot giống như một trải nghiệm ngoài cơ thể. “Tôi chỉ muốn chạy quanh và vỗ vào tay mọi người”, Sorto đã nói vậy sau khi thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Sorto đã có thể tự điều khiển robot để uống được nước với ống hút

Sorto đã trải qua phẫu thuật vào năm 2013, anh đã được cấy một cặp mảng điện cực nhỏ vào vùng vỏ não của thuỳ đỉnh-  vốn được coi là thứ điều khiển và nắm bắt thông tin não bộ, chứ không phải vùng vỏ não vận động (một phần não chịu trách nhiệm điều khiển hoạt động của cơ bắp).

Mỗi mảng điện cực 4 mm chứa 96 điện cực, ghi lại những hoạt động của tế bào thần kinh đơn lẻ. Những mảng này được kết nối bằng một dây cáp tới hệ thống vi xử lý máy tính để giải mã ý định của não và biến nó thành chuyển động của cánh tay robot.

Khi hồi phục, Sorto đã thử điều khiển cánh tay trong phòng thí nghiệm, điều mà anh mô tả là dễ thực hiện đến đáng ngạc nhiên. Sau nhiều tuần đào tạo, Sorto đã học cách điều khiển con trỏ máy tính, uống chai nước sử dụng ống hút và thực hiện cử chỉ bắt tay.

Sorto nói rằng nghiên cứu tuyệt vời này thực sự có ý nghĩa với anh. Nó là giải pháp để cải thiện cuộc sống bệnh nhân bị liệt. Sorto cũng nghĩ rằng nếu nó đủ an toàn, anh sẽ tự chải chuốt bản thân mình như cạo râu, tự đánh răng…

Bước tiến này làm mờ đi ranh giới giữa con người và máy móc, làm tăng triển vọng cho bệnh nhân tổn thương tuỷ sống, bởi họ có thể liên tục kiểm soát chân tay robot hoặc thậm chí cả quần áo trên cơ thể trong tương lai.

Trước đây, các nhà khoa học đã chứng minh thành công công nghệ tương tự ở người tàn tật – những người mà có tuỷ sống và hệ thần kinh vẫn còn nguyên vẹn. Điều này có nghĩa rằng, các xung điện có thể được đọc từ các dây thần kinh ở cánh tay và sử dụng để điều khiển các bộ phận giả. Trong trường hợp của một bệnh nhân chấn thương cột sống, các dấu hiệu cần được giải mã trực tiếp từ não bộ.

Hiện tại, các nhà khoa học đã nghiên cúu tập trung vào các phần của vỏ não - nơi tạo ra những tín hiệu điện được gửi xuống tuỷ sống và kiểm soát các cơn co thắt của mọi chuyển động cơ bắp.

Richard Andersen - người dẫn dắt cuộc thử nghiệm ở Viện Công nghệ California nói rằng: “Khi bạn cử động cánh tay của mình, bạn thực sự không nghĩ về việc kích hoạt những cơ bắp và chi tiết của chuyển động như nâng và mở rộng cánh tay, cầm chén và nắm quanh chiếc chén. Thay vào đó, bạn nghĩ về mục đích của chuyển động, ví dụ: “Tôi muốn lấy một cốc nước”. Bằng việc giải mã ý định thực sự của một người, các nhà khoa học có thể nhận được mục tiêu của họ.

Andersen và các cộng sự hiện tại đã cải tiến công nghệ cho phép bệnh nhân thực hiện các kỹ năng vận động tốt hơn. Để làm được điều này, họ tin rằng rất cần thiết tạo ra một bộ phận giả để cung cấp thông tin phản hồi cảm giác từ các tay robot đến não hơn là hệ thống chỉ làm được 1 chiều.

Còn theo nhà thần kinh học Christianne Heck, thuộc Đại học Nam California, những thử nghiệm lâm sàng ban đầu rất quan trọng bởi nó đưa đến hy vọng cho những bệnh nhân gặp các vấn đề về thần kinh liên quan đến tình trạng tê liệt như đột quị, tổn thương não, ALS và thậm chí cả bệnh đa xương cứng.

Theo Ngọc Quyên (Khampha.vn/The Guardian)