Trong điều trị bệnh lý thần kinh, các bác sĩ thường sử dụng thiết bị cấy ghép chạy bằng pin để kích thích sâu vào các bộ phận của não bộ. Tuy nhiên, hiện nay, một nhóm các nhà khoa học đã phát triển một thiết bị cấy ghép được cung cấp năng lượng từ bên ngoài bằng từ trường để kích thích tế bào thần kinh để điều trị các hội chứng rối loạn tâm thần.

Thông thường, phương pháp phẫu thuật cấy ghép nhằm đưa và đặt điện cực vào não bộ để kích thích sâu các tế bào thần kinh thường được sử dụng trong điều trị các bệnh lý thần kinh như động kinh hoặc bệnh Parkinson. Những điện cực này được gắn cứng với một thiết bị tạo nhịp có cấu tạo giống máy tạo nhịp tim chạy bằng pin được cấy dưới da ở vị trí bất kì bên trong cơ thể. Mặc dù pin có thể được sạc lại nhưng sẽ bị hao mòn dần và khi đó, bệnh nhân sẽ được chỉ định phẫu thuật để thay thế pin.

Trong nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thay thế, các nhà nghiên cứu đã xem xét các phương pháp cung cấp năng lượng không dây từ xa đến thiết bị cấy ghép não chỉ trong trường hợp cần thiết. Các nhà khoa học tại trường Đại học Rice có trụ sở tại Houston, Texas cho biết các nguồn năng lượng của sóng siêu âm, sóng vô tuyến và ánh sáng đều bị cản hỗ với mô sinh học hoặc thậm chí là tạo ra một lượng nhiệt có hại, ảnh hưởng đến bệnh nhân.

Amanda Singer, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: “Nhóm đã phát triển một thiết bị kích thích thần kinh được hỗ trợ từ tính có dạng một màng hình chữ nhật mỏng. Thiết bị có kích thước chỉ bằng một hạt gạo và cấu tạo bao gồm hai lớp vật liệu”.

Lớp vật liệu đầu tiên là một lá kim loại được làm từ sắt, boron, silicon và các-bon mang từ tính. Dưới tác động của từ trường, lớp vật liệu dao động ở cấp độ phân tử. Lớp thứ hai là một tinh thể áp điện có khả năng chuyển đổi các rung động từ lá kim loại thành điện áp. Sau đó, một mạch tích hợp sẽ điều chỉnh điện áp ở tần số phù hợp, nhằm kích thích các tế bào thần kinh.

Trong thử nghiệm trên chuột, các chuyên gia đã gắn thiết bị cấy ghép vào dưới vùng da đầu của chuột. Thiết bị cấy ghép lần lượt được nối với một điện cực kéo dài đến hệ thần kinh tưởng thưởng (reward center) của não bộ. Trong quá trình tự do di chuyển xung quanh một hộp kín, chuột được cấy ghép thể hiện sự ưa thích ở những khu vực mà thiết bị cấy ghép ảnh hưởng bởi tác động của từ trường.

Jacob Robinson, tác giả của bài báo về nghiên cứu cho biết: "Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng giải pháp sử dụng vật liệu điện từ để truyền năng lượng không dây không chỉ là một ý tưởng mới lạ mà còn hơn thế nữa. Vật liệu này là ứng cử viên lý tưởng để chế tạo ra các thiết bị điện tử sinh học (bioelectronics) - kết hợp giữa điện tử và sinh học dùng cho mục đích chữa bệnh sử dụng năng lượng không dây".

Bài báo về nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Neuron.

P.K.L (NASATI), theo https://newatlas.com/medical/magnetoelectric-film-neuron-stimulating-implant/, 6/2020