Công nghệ thần kinh được nghiên cứu và phát triển bởi những nhà khoa học Nga tại thành phố Rostov sẽ đem lại hy vọng mới đến với hàng triệu bệnh nhân đang phải chịu đau đớn và bất tiện từng giây từng phút mỗi ngày.
Phòng thí nghiệm Basis Neuro tại thành phố Rostov trên sông Đông (Liên bang Nga), đã và đang làm việc trong hơn một thập kỷ nay với mục tiêu phát triển một giao diện thần kinh để giới thiệu và sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống cộng đồng và tư nhân.
Về cơ bản, công nghệ thần kinh cho phép tạo ra một giao diện tương tác giữa não bộ với máy tính, ghi nhận và giải mã những tín hiệu điện não của người dùng để sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau, một trong số đó là điều khiển thiết bị hỗ trợ, theo dõi tình trạng bệnh nhân, chẩn đoán, trị liệu những chứng bệnh trực tiếp liên quan đến chức năng thần kinh như căng thẳng, mất ngủ, biến chứng, suy giảm khả năng ngôn ngữ và vận động. Phòng nghiên cứu BasisNeuro vượt trội hơn các phòng nghiên cứu cùng lĩnh vực trên khắp thế giới nhờ sử dụng công nghệ thần kinh không xâm lấn, không yêu cầu bệnh nhân trải qua phẫu thuật cấy ghép cảm biến bên dưới hộp sọ, thay vào đó chỉ cần đeo một bộ thiết bị nhỏ gọn của BasisNeuro với những cảm biến tiếp xúc với da đầu ở một số vị trí phù hợp là người dùng đã có thể sử dụng công nghệ một cách tiện lợi và thoải mái, đồng thời nhận được những lợi ích to lớn từ BasisNeuro.
Video về những ứng dụng cơ bản của Công nghệ thần kinh trên những kênh công nghệ hàng đầu của Nga:
Theo WHO, có khoảng 190 triệu người trên thế giới đang gánh chịu một mức độ đáng kể các hạn chế trong lĩnh vực khác nhau của đời sống, đặc biệt là hạn chế khả năng vận động. Nhiều hơn nữa là hạn chế trong khả năng sử dụng tất cả các giác quan (thị giác, thính giác), điều này không cho phép họ được hưởng đầy đủ những lợi ích của công nghệ hiện đại, tiện ích, dịch vụ và giới hạn trong giao tiếp.
Giao diện thần kinh có thể cải thiện chất lượng cuộc sống của hàng triệu người, vì chúng có thể được tích hợp với xe lăn, dụng cụ chỉnh hình, các thiết bị hỗ trợ sự sống, chúng cũng cung cấp khả năng kiểm soát các thiết bị này hoặc các thiết bị khác mà không cần sử dụng giọng nói hoặc ánh nhìn mạnh mẽ của bạn. Ngoài ra, những chuyên gia có thể phát triển các ứng dụng thích ứng với giao diện thần kinh để phục hồi bệnh nhân sau đột quỵ. Theo Tổ chức Đột quỵ Thế giới, mỗi năm 15 triệu người phải chịu đựng những biến chứng này. Các công nghệ thần kinh tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình phục hồi, và với sự áp dụng rộng rãi, sẽ làm giảm đáng kể tỷ lệ tử vong do chứng bệnh này.
Áp dụng của giao diện thần kinh trong y học
1. Tăng tốc độ phục hồi chức năng của bệnh nhân sau đột quỵ nhờ sử dụng các công nghệ kiểm soát thần kinh và VR.
2. Mở rộng khả năng của bệnh nhân bị tê liệt toàn bộ hoặc một phần.
3. Giải quyết vấn đề giám sát tình trạng những bệnh nhân cần chăm sóc và theo dõi liên tục.
4. Cải thiện sự năng động tích cực của bệnh nhân suy giảm nhận thức.
5. Thực hiện nhiều dịch vụ và công nghệ có thể tiếp cận được dành cho những người có khiếm khuyết về thị giác và thính giác.
6. Hỗ trợ công việc của nhà tâm lý học và các nhà tâm lý trị liệu với sự hiểu biết về những gì một người thực sự cảm thấy và trải nghiệm.
Công nghệ thần kinh cho phép bạn nhận ra các tín hiệu não để tiếp tục xử lý, và cũng bao gồm các cơ hội để cải thiện và sửa chữa các chức năng của não. Sự phát triển đầu tiên trong lĩnh vực công nghệ thần kinh đã xuất hiện hàng chục năm trước. Trong 20 năm qua, lĩnh vực khoa học này đã phát triển và đạt đến sự trưởng thành, và bây giờ công nghệ đã chuyển từ trạng thái thử nghiệm khoa học sang chế độ sẵn sàng cho việc ứng dụng đáng tin cậy.
Hiện nay, dựa trên các công nghệ thần kinh, các công cụ điều trị đã được phát triển để khôi phục các chức năng nhận thức sau chấn thương sọ não, khi làm việc với trẻ mắc chứng rối loạn khả năng chú ý, hiếu động và tự kỷ, trong các liệu pháp hành vi.
Cùng với điều này, phương pháp không xâm lấn được phát triển để đào tạo người dùng các hệ thống não bộ-máy tính. Nền tảng tương ứng của phương pháp truyền thông thần kinh là ý tưởng rằng một người có thể quản lý không chỉ trạng thái tinh thần của mình mà còn cả các đối tượng bên ngoài thông qua việc thay đổi hoạt động của bộ não chính mình.
Phương pháp kích thích không xâm lấn xuyên vào não bộ đã được biết đến và sử dụng trong y học từ lâu
Thực hành lâm sàng đã nghiên cứu sâu rộng các tác động của kích thích DC (dòng 1 chiều) trong điều trị trầm cảm, bệnh Alzheimer và Parkinson, động kinh, tâm thần phân liệt, liệt một phần hoặc toàn thân, những cơn đau mãn tính bởi các nguyên nhân khác nhau, bao gồm nhức đầu và đau ở các chi. Được biết rằng phương pháp này có hiệu quả trong điều trị hành vi gây nghiện, đẩy nhanh việc loại bỏ nghiện ngập (nghiện thuốc, nghiện rượu).
Nó cho thấy rằng kích thích thần kinh bằng dòng 1 chiều cải thiện trí nhớ và khả năng tập trung, thay đổi mức độ chú ý có chọn lọc. Điều này đẩy nhanh việc học ngoại ngữ và thúc đẩy tiềm năng sáng tạo.
Kích thích vùng não vận động trước khi tập luyện cải thiện các bài kiểm tra vận động, sức mạnh và độ bền cơ. Việc kích hoạt thêm các vùng vận động bằng dòng điện một chiều tăng cường tham gia của một số lượng lớn các sợi cơ bằng cách "bắn phá" chúng bằng các xung thông qua các dây thần kinh vận động.
Tác động của kích thích đâm xuyên bằng dòng điện một chiều là có thể điều chỉnh sự kích thích của vỏ não, tức là kích thích, hoặc ức chế hoạt động của các cấu trúc não nhất định, tùy thuộc vào chức năng chuyên môn của chúng.
Tác động tích cực đến giấc ngủ
Được công bố trong một số nghiên cứu rằng kích thích DC trong giấc ngủ tối ưu hóa đồng nhất bộ nhớ. Từ kinh nghiệm của chúng tôi việc sử dụng các tác động kích thích có thể ghi nhận được tác dụng an thần rõ rệt vào cuối ngày làm việc, quan sát thấy ở hầu hết tất cả người dùng. Hiệu ứng này được giải thích một cách hợp lý bởi thực tế là việc tăng cường các hoạt động nhận thức hoặc vận động sau khi kích thích có thể làm suy yếu đáng kể hệ thống dẫn truyền thần kinh của bộ não, mà các nguồn tài nguyên đó của não bộ chủ yếu phục hồi trong khi ngủ. Ghi nhận được một xu hướng để khôi phục lại chu kỳ bình thường của giai đoạn giấc ngủ, độ sâu của giai đoạn chậm (một giai đoạn của giấc ngủ) và cải thiện chất lượng của nó, tiếp tục thu thập dữ liệu ở thời điểm hiện tại.
Sự an toàn của công nghệ
Công nghệ này hoàn toàn an toàn cho người dùng. Nó loại trừ tác động của hiệu ứng điện từ lên cơ thể và não bộ, cũng như bất kỳ sự can thiệp nào vào các quá trình tinh thần, tâm lý, logic của việc ra quyết định.
Các mô hình máy tính về sự phụ thuộc của tác động thao tác đối với cường độ dòng điện và những thông số khác cho thấy tổn thương não đối với động vật về mặt lý thuyết có thể là do kích thích DC đối với trường hợp mật độ dòng điện trong não dự tính ở khoảng (6.3-13 A/m2). Tuy nhiên, dòng điện được sử dụng trong các thiết bị của chúng tôi là thấp hơn đến 1 bậc độ lớn, tức 10 lần. Với những giá trị như vậy, các phản ứng phụ nghiêm trọng không thể xảy ra.
Tác dụng phụ tối thiểu
Khi sử dụng các kỹ thuật kích thích, cường độ dòng diện và các quy trình thực nghiệm điển hình, các phản ứng phụ là nhẹ và ngắn. Tác dụng phụ bao gồm ngứa ngáy (39,3%), râm ran (22,2%), nhức đầu (14,8%), nóng (8,7%) và khó chịu (10,4%). Tuy nhiên, mặc dù các phản ứng phụ này dễ dàng xảy ra, nhưng việc hệ thống hoá và đánh giá cường độ lẫn tần suất xảy ra các phản ứng phụ cho thấy chúng hoặc là rất yếu hoặc thậm chí là không thể quan sát được.
Thiết bị đã được thử nghiệm như thế nào? Thí nghiệm được tiến hành hay chưa?
Các kỹ thuật TDSC đã tồn tại trong một thời gian dài, và một số lượng đầy đủ các dữ liệu thực nghiệm được tích lũy cho thấy hiệu quả của nó. Đối với thiết bị, các bài kiểm tra hoạt động đang được tiến hành.
Hiện nay, các khóa trị liệu kích thích DC đã được tiến hành trên một bệnh nhân từng trải qua cơn đột quỵ lan rộng ở bán cầu não trái cách đây hơn 15 năm. Trước khi kích thích: liệt (không tê liệt hoàn toàn) tay và chân phải, không thể đi lại, mắc chứng khó đọc, nghẹt mí mắt trái. Sau khóa trị liệu bằng cách kích thích vùng vận động (M1) việc đi lại được cải thiện, giảm sự tăng trương cơ bắp tay phải, có thể co gấp khuỷu tay. Cải thiện các bài kiểm tra vận động (gõ nhịp, theo dõi) và sự chú ý. Kích thích một bệnh nhân khác sau khi đột quỵ cũng mang lại sự cải thiện đáng kể về cơ bắp, khôi phục lại khả năng đi lại.
Ở những người khỏe mạnh, sự ghi nhận tín hiệu EEG nền được thực hiện song song, sự cải thiện trong chức năng nhận thức đã được ghi nhận. Ngoài ra, đã có những thay đổi đáng kể theo hướng cải tiến đối các xét nghiệm cảm giác vận động, tuy nhiên, cũng có thể được giải thích bằng quá trình học tập.
Ở thời điểm hiện tại, phòng thí nghiệm BasisNeuro đã cho ra đời một nguyên mẫu tai nghe nhỏ gọn, tiện lợi dành cho người dùng để đọc tín hiệu não cũng như giúp điều khiển thiết bị ngoại vi như xe lăn nhằm hỗ trợ người khuyết tật. Những nhà khoa học hàng đầu về thần kinh, lý sinh và thiết bị điện tử sở hữu nhiều bằng sáng chế danh giá trong giới khoa học về lĩnh vực phân tích tín hiệu não bộ và phản hồi thần kinh:
Vladimirsky B.M., Vladimirsky B.B., Kan M.N., Shepelev I.E. Một phương pháp để phân loại các tín hiệu điện não đồ trong giao diện não bộ-máy tính. Bằng sáng chế độc quyền № 2415642, 10.04.2011.
Lazurenko, D.M., Shepelev I. E., Krutov A. D. Một chương trình phân tích hoạt động tạo tín hiệu của bộ não con người trên bàn phím ảo. Giấy chứng nhận đăng ký nhà nước của chương trình máy tính №2016611863 vào ngày 12 tháng 2 năm 2016 của Dịch vụ liên bang về sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế và thương hiệu.
Shepelev I.E., Lazurenko D.M. Chương trình đào tạo hình ảnh động dựa vào phản hồi thần kinh theo thời gian thực cho giao diện não bộ-máy tính. Giấy chứng nhận đăng ký nhà nước của chương trình máy tính №2013619431 vào ngày 4 tháng 10 năm 2013 của Dịch vụ liên bang về sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế và thương hiệu.
Shepelev I.E., Lazurenko D.M. Một chương trình đào tạo hành động tinh thần dựa trên phản hồi thần kinh trong trò chơi. Giấy chứng nhận đăng ký nhà nước của chương trình máy tính №2014663249 vào ngày 30 tháng 12 năm 2014 của Dịch vụ liên bang về sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế và thương hiệu.
Shepelev I. E. Một chương trình dò tìm mạng thần kinh của các mô hình EEG liên quan đến các chuyển động tinh thần thực hiện trong thời gian thực. Giấy chứng nhận đăng ký nhà nước của chương trình máy tính №2013619351 vào ngày 02 Tháng Mười năm 2013 của Dịch vụ liên bang về sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế và thương hiệu.
Shepelev I. E. Một chương trình liên lạc BCI dựa trên EEG sử dụng các tần số đặc trưng của tín hiệu não. Giấy chứng nhận đăng ký nhà nước của chương trình máy tính №2013617088 ngày 04 tháng 10 năm 2013 của Dịch vụ liên bang về sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế và thương hiệu.
Một số video về sản phẩm của BasisNeuro:
Một nền y tế hiện đại hơn, tương lai và hy vọng mới cho những bệnh nhân đang được mở ra bởi những công nghệ thần kinh được nghiên cứu tiên phong tại BasisNeuro. Hiện đội ngũ dự án đang khởi chạy một chiến dịch huy động vốn diện rộng thông qua ICO từ 15 tháng 4 tới đây đến để có kinh phí sản xuất đại trà và tiếp tục nghiên cứu phát triển. Đội ngũ nghiên cứu đã huy động được $2.3 triệu USD, bằng 50% số vốn tối thiểu để có thể đẩy mạnh tiến độ dự án. Cộng đồng đang cực kỳ quan tâm đến dự án BasisNeuro, hiện đang có hơn 2500 người thường xuyên bình luận và trao đổi trong nhóm chat của BasisNeuro trên kênh Telegram https://t.me/basisneurocom.
BasisNeuro cũng có một nhóm riêng để phục vụ cộng đồng Việt Nam https://t.me/basisneurovietnam, mời các bạn tham gia để cùng theo dõi và thảo luận về công nghệ thần kinh độc quyền này.
Các bạn có thể tham khảo một số mẫu thiết bị của họ, các bạn có thể truy cập tại: http://basisneuro.com/
Tác giả:
Zu Nguyễn – MrSpasybo
wufonlee@gmail.com
Thạc sĩ Vật lý tại thành phố Volgograd, Liên Bang Nga
Chuyên gia Việt Nam của BasisNeuro