Điều khiển thính giác bằng linh kiện điện tử

Các nhà nghiên cứu của trường Đại học Linkoping và Viện Karolinska, Thuỵ Điển, vừa chế tạo thành công một mô cấy dạng bơm ion điện tử bằng vật liệu hữu cơ, có thể được sử dụng để truyền các tín hiệu tới các tế bào chuyên biệt ở hệ thần kinh. Nhóm nghiên cứu cho biết, phương pháp mới này có tiềm năng điều trị rất nhiều loại bệnh. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những chiếc bơm này để điều khiển thành công thính giác của các con vật trong phòng thí nghiệm. 
  
Kỹ thuật mới này là một bước đột phá về giao diện máy-não, đem lại khả năng sự cộng sinh tốt hơn giữa các linh kiện điện tử và các hệ sinh học. Nhóm nghiên cứu cho biết, trong tương lai, họ sẽ nghiên cứu các mô cấy vĩnh viễn được điều khiển không dây.

Các nhà nghiên cứu giải thích, các phân tử hữu cơ tích điện nhỏ truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh được gọi là các bộ truyền tín hiệu thần kinh. Chất quan trọng nhất trong ốc tai là glutamate, có chức năng điều chỉnh các tín hiệu từ các tế bào lông bên trong tới thần kinh thính giác. Nhưng các số lượng dư thừa của glutamate có thể độc và làm suy yếu tế bào. Để thử nghiệm ý tưởng về vận chuyển có lựa chọn các bộ truyền tín hiệu thần kinh theo cách điện tử, các nhà nghiên cứu đã sử dụng bộ phận thính giác ở các con lợn lang làm hệ thống mô hình. Đầu mũi của một bơm ion, vốn được thiết kế tương tự như một chiếc ống tiêm, được cấy vào các on vật dưới trạng thái gây tê gần lớp màng ở tai trong được gọi là cửa sổ tròn. Khi điện được bật lên, các liều gluatmate chính xác được truyền đi thông qua một màng chất dẻo tích điện và được truyền qua cửa sổ tròn tới mục tiêu dự kiến, đó là các tế bào lông.

Bằng cách đo phản ứng thính giác của cuống não, các nhà khoa học có thể khám phá điều gì sẽ xảy ra khi việc vận chuyển glutamate diễn ra. Sau một giờ, mật độ glutamate đạt các ngưỡng trong đó có kết quả là mất khả năng thính giác. Các thí nghiệm cho thấy bơm ion có thể được sử dụng để điều khiển việc cung cấp các bộ truyền tín hiệu thần kinh và hướng chúng tới các dạng tế bào chuyên biệt như thế nào.

Các bơm thấm lọc hiện được sử dụng để vận chuyển các chất trong một chất lỏng, có nguy cơ gây quá liều, rò rỉ và gây áp lực vượt mức ở các khoảng trống nhỏ, ví dụ trong ốc tai. Nhóm nghiên cứu cho biết, khả năng truyền các liều lượng chất tín hiệu chính xác sẽ mang lại những cơ hội mới cho việc chữa trị các hệ phát tín hiệu vốn bị hư hỏng trong những căn bệnh về thần kinh.

NACESTI (Theo Sciencedaily, 10/07/2009)