Chip võng mạc nhân tạo là gì và vì sao ca bệnh ở Chiết Giang đáng để chúng ta quan tâm?
Chip võng mạc nhân tạo là một vi mạch cấy trong đáy mắt, dùng xung điện kích thích thần kinh võng mạc thay cho lớp tế bào cảm thụ ánh sáng đã thoái hóa, từ đó tạo ra tín hiệu hình ảnh nhân tạo để não bộ học cách diễn giải và giúp bệnh nhân mù nhận biết đường nét, vật thể ở mức độ cơ bản. Vụ việc khiến cộng đồng khoa học chú ý diễn ra vào một ngày đầu tháng 6 tại phòng thử nghiệm Bệnh viện Nhân dân tỉnh Chiết Giang, khi một phụ nữ 40 tuổi, mù suốt hai thập kỷ vì thoái hóa võng mạc sắc tố, ngồi trước màn hình với chiếc kính đen gắn camera. Đến 13h50 ngày 4/6, chị bất ngờ thốt lên: “Tôi thấy một chữ L rất sáng” – một chữ L không phải do mắt thường nhìn thấy mà được vẽ bằng những đốm sáng nhân tạo từ 320 vi điện cực trên con chip 3x3 mm cấy trong mắt.
3x3 mm, 320 điện cực: bước nhảy công nghệ nổi bật của công nghệ y tế Việt Nam
Đằng sau khoảnh khắc chữ L hiện lên là một thành tựu kỹ thuật đầy tham vọng: con chip chỉ rộng khoảng 3x3 mm nhưng tích hợp tới 320 kênh kích thích thần kinh độc lập. Vết mổ phẫu thuật mắt tối đa 4 mm buộc toàn bộ hệ thống – vi điện cực, cuộn dây thu năng lượng, bộ truyền nhận dữ liệu hai chiều – phải nén trong không gian nhỏ như hạt vừng. Đây là loại chip võng mạc nhân tạo được phát triển suốt hơn một thập kỷ bởi TS Trần Nhàn, kỹ sư người Việt tốt nghiệp Đại học Bách khoa TP HCM rồi tiếp tục nghiên cứu vi mạch kích thích thần kinh và võng mạc nhân tạo tại Đại học Melbourne trước khi đồng sáng lập Nanochap ở Hàng Châu. Câu chuyện này khác hẳn hình ảnh quen thuộc về công nghệ y tế Việt Nam chỉ làm gia công hay ứng dụng lại thành quả của nước ngoài: ở đây, người Việt là người thiết kế lõi, giải bài toán kích thước và đóng gói ở mức đỉnh cao của ngành bán dẫn.
Cơ chế kích thích thần kinh: từ camera trên kính đến những đốm sáng trên võng mạc
Điểm thuyết phục nhất của hệ thống không nằm ở bên ngoài, mà ở cách nó đối thoại trực tiếp với hệ thần kinh thị giác. Một camera gắn trên kính ghi lại cảnh vật trước mắt, hình ảnh được bộ xử lý mã hóa thành các xung điện rồi truyền không dây tới chip đặt ở đáy mắt. Tại đây, 320 điện cực siêu nhỏ phát xung điện kích thích trực tiếp vào những tế bào thần kinh còn sống trong võng mạc, mượn đường dẫn truyền tự nhiên đưa tín hiệu lên não. Nói thẳng, hệ thống không “phục hồi” mắt theo nghĩa truyền thống; nó dựng nên một đầu vào điện tử mới để não học cách đọc. Bệnh nhân chỉ thấy các phosphene – những đốm sáng lập lòe – và phải huấn luyện não xâu chuỗi chúng thành đường viền, mặt chữ, vật cản. Lựa chọn mã hóa xung điện trực tiếp giúp rút thời gian làm quen tín hiệu xuống vài ngày, đổi lại độ chi tiết hình ảnh bị giới hạn vì số lượng điện cực còn ở mức trăm, không phải hàng nghìn.
Từ chữ L đến “Trung Quốc”: tác động thực tế lên bệnh nhân mù sau 20 năm
Hiệu quả lâm sàng – dù còn ở giai đoạn thử nghiệm – đủ để chúng ta nhìn công nghệ này với sự nghiêm túc. Sau hai ngày kích hoạt và huấn luyện, bệnh nhân viêm/thoái hóa võng mạc sắc tố có thể nhận biết chữ L trên màn hình. Những ngày tiếp theo, chị phân biệt thêm các chữ C, H, R. Hơn một tháng sau, người phụ nữ từng mù 20 năm có thể dùng bút viết hai chữ “Trung Quốc”, định vị chuột máy tính và tự bước đi men theo vạch chỉ dẫn màu trắng dán trên sàn phòng thí nghiệm. Đây chưa phải thị giác tự nhiên: không màu sắc, không chiều sâu, độ phân giải thấp. Nhưng về mặt xã hội, những khả năng cơ bản như nhận biết chữ cái, vật cản, đường đi đã mở ra cơ hội tự lập mới cho bệnh nhân mù – nhóm người lâu nay gần như chỉ trông chờ vào gậy trắng và chó dẫn đường. Công nghệ này không hứa hẹn phép màu, nhưng đưa ra một lộ trình thực tế để người mù có thể đối xử với ánh sáng như một kỹ năng học lại, thay vì một mất mát vĩnh viễn.
Một hướng tiếp cận mới cho võng mạc nhân tạo và vị trí của nhà khoa học Việt
Thành công bước đầu của hệ thống mang tính bước ngoặt cho cả ngành võng mạc nhân tạo. Trên thế giới, cuộc đua phục hồi thị lực nhân tạo diễn ra với nhiều hướng tiếp cận khác nhau. Lựa chọn của nhóm TS Trần Nhàn là tập trung vào mã hóa xung điện trực tiếp, số lượng điện cực đủ để tạo mẫu hình đơn giản nhưng chấp nhận hạn chế về độ chi tiết. Từ Australia đến Hàng Châu, hành trình kiên trì sau khi một dự án quốc gia nhiều năm bị dừng vì rào cản kỹ thuật và chi phí cho thấy cách một nhóm nhỏ kỹ sư có thể xoay trục công nghệ y sinh bằng nỗ lực dài hơi. Sau đại dịch, dòng tiền cạn khiến công ty đứng trước nguy cơ phải bỏ giấc mơ phục hồi thị giác để quay về sản xuất vi mạch y tế thông thường. Việc ca thử nghiệm lâm sàng đầu tiên cuối cùng được thực hiện thành công không chỉ cứu một startup; nó chứng minh chip bán dẫn có thể trở thành giao diện giữa máy móc và cơ thể người, thay vì chỉ nằm trong điện thoại hay máy tính. Đối với cộng đồng khoa học Việt Nam, đây là lời nhắc thẳng thắn: chúng ta không chỉ là người dùng công nghệ, mà hoàn toàn có thể là người viết lại chuẩn mực trong những lĩnh vực khó nhất như kích thích thần kinh và phục hồi thị lực.
