“Mũ bảo hiểm” đo từ trường trong não

• Điện thoại di động siêu nhỏ
• Robot siêu nhỏ vừa biết bay vừa biết bơi
• Nhà siêu nhỏ độc đáo ở Nhật Bản

Chiếc mũ bảo hiểm nhỏ gọn nói trên là phiên bản thu nhỏ tinh tế và hiện đại của chiếc máy MEG truyền thống, vốn là một hệ thống cồng kềnh và nặng nề. Cả hai đều có chung công dụng là đo từ trường trong não người, phục vụ cho công tác chẩn đoán các bệnh về não như động kinh, Parkinson…

Phương pháp ghi từ não (MEG) được phát triển từ những năm 1960, dùng để ghi lại những dao động điện thế của các tế bào não lan tỏa ra ngoài da đầu, qua đó xác định những phần nào của não đang hoạt động. Ngày nay, MEG được ứng dụng rộng rãi và có ý nghĩa rất to lớn trong chẩn đoán và theo dõi động kinh, trong cấp cứu điều trị tích cực, trong nghiên cứu giấc ngủ, các trạng thái ý thức cũng như nghiên cứu nhịp sinh học.

Một người đang thử máy quét não “mũ bảo hiểm”.

Tuy nhiên, các máy quét MEG hiện tại có hình dáng rất cồng kềnh và nặng đến hàng tấn vì các cảm biến được sử dụng để đo từ trường của não cần phải được giữ lạnh ở mức -269 độ C, do đó phải trang bị thêm một hệ thống làm lạnh chiếm rất nhiều không gian.

Không những thế, để máy MEG đo được chính xác từ trường của não, bệnh nhân phải giữ đầu không nhúc nhích trong thời gian đo. Chỉ một cử động nhỏ cũng khiến máy khó có thể bắt được chính xác từ trường của não. Do đó, với chiếc máy MEG, các bác sỹ cũng gặp nhiều khó khăn khi đo từ trường não của bệnh nhân là trẻ nhỏ hoặc những bệnh nhân bị rối loạn thần kinh vận động. Bởi bắt một đứa trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ hay bệnh nhân rối loạn vận động nằm bất động đủ lâu để đo là vấn đề nan giải.

Và chiếc mũ bảo hiểm quét não ra đời chính là để khắc phục những hạn chế này. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các cảm biến lượng tử nhẹ hơn, hoạt động ở nhiệt độ phòng và có thể đặt trực tiếp vào da đầu để tăng lượng tín hiệu từ trường. Bệnh nhân có thể di chuyển đầu của họ mà không ảnh hưởng đến quá trình đo, thậm chí họ có thể vừa đo vừa chơi thể thao như môn bóng bàn chẳng hạn. Cải tiến này làm tăng độ nhạy của máy MEG khi chụp ảnh não lên nhiều lần. 

Các nhà nghiên cứu cho biết loại máy quét này có thể tăng độ nhạy gấp 4 lần ở người lớn và 15-20 lần ở trẻ sơ sinh so với chiếc máy MEG cũ. Một ưu điểm nữa của công nghệ mới này là nó có thể điều chỉnh được kích cỡ để phù hợp với mọi bệnh nhân, từ trẻ em đến người lớn.

Giáo sư Gareth Barnes từ Đại học College London, người tham gia dự án, nói: "Nó cho phép chúng ta khám phá những thông tin quý giá chưa từng có trước đó và giúp cho bệnh nhân có thể tiếp cận với việc sao chụp thần kinh não thuận lợi hơn như trẻ em chẳng hạn".

Còn theo giáo sư Matthew Brookes thuộc Đại học Nottingham: "Thiết bị có thể được gắn trực tiếp lên bề mặt da đầu để có thể tiếp cận bộ não và tăng lượng tín hiệu mà chúng ta nhận được. Nó rất nhẹ giúp người bệnh có thể di chuyển đầu và cơ thể trong khi quét".

Từ những hình ảnh chi tiết của sóng não, các nhà khoa học có thể đo lường được sự biến đổi điện não ở một số khu vực, tùy theo cách cơ thể hoạt động như khi chơi bóng bàn hoặc nhấm nháp một tách trà. "Chúng ta có thể có một hình ảnh chi tiết của một khu vực não được kích hoạt khi bệnh nhân làm những công việc khác nhau", ông Brooks cho biết.

Để có một cái nhìn rõ ràng về tính hiệu não bộ, nhóm nghiên cứu đầu tiên đã phải phát triển một hệ thống cuộn dây điện từ để hủy bỏ từ trường tự nhiên của trái đất xung quanh bệnh nhân. Công nghệ mới này có khả năng tùy biến cao để phù hợp với trẻ em lẫn người lớn, cũng như giúp cách mạng hóa cách các bác sĩ điều trị và giải phẫu cho các bệnh nhân bị rối loạn thần kinh.

Giáo sư Barnes cho biết: "Những cảm biến này sẽ giúp các bác sĩ phẫu thuật đẩy nhanh các hoạt động và chính xác hơn, cũng như giúp loại bỏ những ca phẫu thuật không cần thiết, cho phép những phương pháp điều trị và chẩn đoán sớm hơn”.

Đặc biệt công nghệ mới này hứa hẹn sẽ góp phần vào quá trình điều trị cho những bệnh nhân không thể sử dụng các máy quét MEG cố định truyền thống như trẻ em bị động kinh, trẻ sơ sinh hoặc bệnh nhân Parkinson.