Phát triển chân giả cảm nhận như thật tại Thụy Sĩ

Trong vài năm gần đây, thế giới đã chứng kiến sự ra đời của hàng loạt sáng chế tiện ích về chi giả như cánh tay robot 3D hay chi “giả tưởng” điều khiển bằng trí óc. Tuy nhiên, các phát minh này lại mắc phải nhược điểm lớn khi không thể khôi phục lại cảm giác của chi bị mất cho người sử dụng. Hiện tại y học đã phát triển được các loại chân tay giả tiến bộ hơn nhiều so với thế kỷ 20, nhưng vẫn có thiếu sót lớn là chúng không thực sự là một phần của cơ thể một ai đó. Ví dụ, chân giả không cho phép người dùng cảm thấy chúng, vì vậy, có nguy cơ bị ngã liên tục,luôn cần phải tập trung và để mắt đến vị trí của chân mọi lúc.

Ảnh minh họa

Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề, cho phép mọi người cảm thấy mỗi khi chân giả chạm đất hoặc gập đầu gối khi đi bộ. Các nhà khoa học tại Đại học công nghệ ETH Zurich Thụy Sĩ, đã phát triển một bộ phận chân giả cho phép người dùng cảm thấy khi bộ phận giả chạm đất hoặc uốn cong ở khớp gối.

Bộ phận giả gửi tín hiệu điện đến 4 điện cực được cấy nối vào dây thần kinh xương chày (tibial nerve) của bệnh nhân. Các điện cực ở chân nhận qua Bluetooth các tín hiệu được phát ra từ các bộ cảm biến trong chính bộ phận chân giả (một trong các bộ cảm biến được đặt ở đầu gối và phát tín hiệu về sự uốn gập).

Một tác dụng tuyệt vời khác của chiếc chân giả là nó làm giảm “nỗi đau ma” (phantom pain), tức cảm giác đau đớn ở những bộ phận tay hoặc chân bị mất của cơ thể người khuyết tật. Hiện tượng này một phần được cho là sản phẩm của bộ não khi đang cố gắng điều chỉnh sự thiếu hụt của chi bị mất đối với cơ thể, tạo ra những tín hiệu hỗn hợp. Với chiếc chân giả này, bộ não sẽ có thể nhận được tín hiệu cảm giác từ các chi, kết quả là sẽ các cơn đau sẽ dần biến mất bởi não bộ đã không còn nhu cầu tìm kiếm thông tin.

Thông thường, dây thần kinh này nhận tín hiệu đến từ phần dưới chân. Các nhà khoa học cũng đã sử dụng cơ chế này bằng cách kết nối chân giả với cơ thể con người. Qua thử nghiệm, bộ phận giả mới hoạt động tốt ở 3 bệnh nhân bị cắt cụt chân ở bên trên đầu gối. Bộ phận giả cho phép họ leo cầu thang nhanh hơn 30% và giảm nguy cơ té ngã.

Các nhà phát triển nhấn mạnh rằng đây là lần đầu tiên họ kết nối được giữa chân giả và cơ thể người trong những ca cắt cụt chân được thực hiện ở phần bên trên đầu gối. Kết quả là mọi người đã trở nên dễ dàng hơn khi di chuyển trên một bề mặt không bằng phẳng, trong khi không cần nhìn vào dưới chân họ. Các thử nghiệm cho thấy việc kích hoạt hệ thống điện cực cho phép các tình nguyện viên tham gia cảm nhận được những viên đá sỏi dưới chân; họ chỉ cảm thấy áp lực, tình trạng rung và ngứa ran ở 27 khu vực của chân trong 5% trường hợp.

Bình luận về thành tựu này, tiến sĩ Bryce Dyer, một chuyên gia về kỹ thuật y sinh từ Đại học Bournemouth, cho rằng trong tương lai điều đó sẽ cho phép thiết kế các chi nhân tạo hiệu quả hơn, tốt hơn cho các công việc hàng ngày và giảm nguy cơ tai nạn.

Minh Anh (T/h)