Thiết bị kích thích não dành cho bệnh nhân Parkinson

Theo số liệu thống kê, khoảng 1 triệu người Mỹ mắc phải các triệu chứng khó chịu như run rẩy, cứng khớp và nói lắp của bệnh Parkinson. Dùng thuốc là cách điều trị đầu tiên dành cho bệnh Parkinson cũng như các loại bệnh khác liên quan đến thần kinh.

Ngoài ra, phẫu thuật kích thích não sâu – bác sĩ tạo một đường rãnh trên xương sọ bệnh nhân để đặt các điện cực bé tí vào mô não – là giải pháp khả thi cuối cùng.

Nhưng Ian Graham, sinh viên công nghệ sinh học Đại học Johns Hopkins, đặt câu hỏi: “Thay vì sử dụng thuốc gây ra nhiều tác dụng phụ hay chỉ định phẫu thuật xâm lấn sâu, liệu có thể điều trị Parkinson bằng công cụ kích thích não không gây đau từ bên ngoài xương sọ hay không?”.

Ian Graham đề cập đến kỹ thuật đang là đề tài nổi cộm trong lĩnh vực công nghệ sinh học hiện nay – đó là kích thích xuyên xương sọ, hay kích thích não bộ từ bên ngoài xương sọ. Kỹ thuật thường được thực hiện theo một trong 2 cách.

Thứ nhất, kỹ thuật này kích thích dòng điện trực tiếp xuyên xương sọ - tức là sử dụng các điện cực đặt trên lớp da đầu để gửi các tín hiệu điện đến não. Thứ hai là kích thích xuyên xương sọ, sử dụng một cuộn từ đặt trên lớp da đầu để tạo ra hoạt động điện bên trong não. Những vị trí khác nhau của não bộ được kích thích với cường độ và tần số khác nhau tùy theo chỉ định.

Sự kích thích tác động đến hoạt động của các tế bào thần kinh (neuro) và kiểm soát các chất trung chuyển thần kinh như là serotonin và dopamine. Tuy nhiên, cả 2 kỹ thuật kích thích kể trên đều không chắc chắn có thể cải thiện được tình trạng bệnh Parkinson hay không. Đó là lý do thúc đẩy Ian Graham và các kỹ sư công nghệ sinh học Đại học Johns Hopkins phát triển thiết bị gắn trên đầu – có tên gọi là STIMband - sử dụng mạng điện cực để kích thích não bộ bệnh nhân Parkinson từ bên ngoài.

Thiết bị STIMband – sẽ bắt đầu tiến hành thử nghiệm lâm sàng vào cuối năm nay hay vào đầu năm 2016 – được thiết kế để sử dụng ngay tại nhà và hoàn toàn không dính líu gì đến các thiết bị kích thích xuyên xương sọ nào khác. Nhóm sinh viên Đại học Johns Hopkins hy vọng STIMband sẽ giúp giải quyết một số triệu chứng khó chịu của bệnh Parkinson, như chứng run rẩy và các vấn đề thăng bằng khác.

Nhóm phát triển STIMband Đại học Johns Hopkins – từ trái qua: Ian Graham, Melody Tan, Erin Reisfeld, Shruthi Rajan và David Blumenstyk.

Đầu tháng 6 vừa qua, STIMband giành được giải thưởng hạng nhì trị giá 5.000USD (giải nhất trị giá 10.000USD và giải 3 là 2.500 UDSD) tại cuộc thi thiết kế quốc gia BMEidea dành cho sinh viên khoa y sinh và công nghệ sinh học do tổ chức phi lợi nhuận về giáo dục bậc đại học VentureWell tổ chức. Với STIMband, nhóm sinh viên đặt mạng lưới điện cực tại các vị trí được lập bởi mô hình máy tính để kích thích các phần não bị tác động bởi bệnh Parkinson.

Sau khi quan sát các bệnh nhân tham dự chương trình nghiên cứu về kích thích dòng điện trực tiếp xuyên xương sọ của Đại học Johns Hopkins, nhóm sinh viên rất ấn tượng trước các kết quả thu được. Ian Graham nói rằng: “Tôi nhận thấy sau khi được điều trị kích thích, một bệnh nhân nam có thể tự tay ký tên mình. Bệnh nhân cho biết đã nhiều năm qua ông không viết được như thế này”.

Trước đó, nhóm sinh viên đã tiếp xúc với các bệnh nhân khoa bệnh Parkinson trong nhiều tháng để thu thập dữ liệu về những gì mà họ thật sự cần với thiết bị sử dụng tại nhà. Cuối cùng, nhóm chọn thiết bị hoạt động bằng pin được thiết kế theo chiếc mũ bóng chày để dễ xoay chuyển và được kiểm soát bằng nút bấm lớn. Sau khi được chuyên gia thần kinh học hướng dẫn, bệnh nhân có thể sử dụng STIMband tại nhà với thời lượng khoảng 20 phút mỗi ngày. Ian Graham cho biết kết quả điều trị còn tùy thuộc vào mỗi cá nhân. Theo Ian Graham: “Do Parkinson là bệnh do tế bào não bị suy thoái, và STIMband hoạt động khác hơn thuốc trị bệnh cho nên thiết bị sẽ có lợi khi được sử dụng trong thời gian dài”.

Mô hình STIMband vừa khít với đầu bệnh nhân.

Nếu cuộc thử nghiệm lâm sàng thành công và STIMband được Cơ quan Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Mỹ (FDA) phê chuẩn, thiết bị sẽ có giá từ 600 - 1.000USD tùy thuộc vào chất liệu lựa chọn. Hiện nay, kỹ thuật kích thích xuyên xương sọ được lựa chọn để điều trị các bệnh liên quan đến thần kinh và thần kinh-tâm thần, bao gồm chứng động kinh, đột quị, hội chứng Tourette (tật co giật một nhóm cơ nào đó), hưng cảm và trầm uất, đau nửa đầu, tâm thần phân liệt, rối loạn ăn, rối loạn trương lực (co cơ không chủ tâm gây đau đớn) và chứng đau mạn tính.

Hiện nay, FDA chỉ phê chuẩn cho kỹ thuật kích thích từ xuyên xương sọ dành chữa trị chứng trầm uất kháng thuốc. Công ty Neuronetics cũng sản xuất thiết bị độc đáo thuộc loại kích thích này gọi là NeuroStar. Bệnh nhân sử dụng NeuroStar 5 ngày/tuần, mỗi lần 45 phút và kéo dài trong 4 - 6 tuần. Bệnh nhân có thể ngồi trên ghế thoải mái đọc sách hay nghe nhạc trong khi NeuroStar được áp vào bên trái trán kích thích vỏ não.

David Brocks, Giám đốc Neuronetics, cho biết khoảng 30 - 40% bệnh nhân trầm uất kháng thuốc cải thiện được các triệu chứng sau một thời gian sử dụng NeuroStar. Không giống như liệu pháp điều trị bằng xung điện (ECT), kỹ thuật kích thích xuyên xương sọ không gây co giật, không cần gây tê cũng như tránh được một số hiệu quả phụ đáng ngại như là mất trí nhớ và trí óc nhầm lẫn.