Cuộc chạy đua mang chip vào não người

Theo WSJ, năm 2026 sẽ là thời điểm then chốt với các công ty trong lĩnh vực giao diện não-máy tính (Brain Computer Interfaces - BCI), công nghệ có thể giúp những bệnh nhân bị liệt có thể điều khiển máy tính hoặc thiết bị điện tử chỉ bằng sóng não, mà không cần chuyển động.

Trên lý thuyết, BCI là một hệ thống giải mã tín hiệu não và chuyển chúng thành lệnh cho thiết bị công nghệ bên ngoài. Nếu hệ thống đi vào hoạt động, những bệnh nhân mắc các bệnh thoái hóa nghiêm trọng như bại liệt hoàn toàn có thể nhắn tin hoặc lướt mạng xã hội bằng tâm trí.

Cho đến nay, chưa đầy 100 người đã được cấy ghép BCI vĩnh viễn. Trong 12 tháng tới, con số đó sẽ tăng hơn gấp đôi, nếu các công ty có phê duyệt sử dụng thử nghiệm mới của FDA đạt được mục tiêu trong các thử nghiệm lâm sàng.

Thị trường trị giá 1 tỷ USD/năm

Hiện tại, có hàng chục startup neurotech (cấy ghép não người) đang nổi lên khắp nơi. Trong số này, có 4 công ty được xem là dẫn đầu trong lĩnh vực chip cấy ghép bao gồm Paradromics, Synchron, Precision Neuroscience và Neuralink của Elon Musk.

Với sự hậu thuẫn từ người giàu nhất thế giới, Neuralink theo một số khía cạnh được xem như là cái tên có nhiều tham vọng nhất. Ngoại trừ Paradromics, cả Synchron, Precision Neuroscience và Neuralink đều đã đạt đến giai đoạn đưa công nghệ vào não người.

Cả 4 đều đặt cược vào việc công nghệ của họ sẽ trở thành một phần chăm sóc y tế tiêu chuẩn cho hàng trăm nghìn, thậm chí hàng triệu người. Quan trọng hơn, theo báo cáo của Morgan Stanley, dự kiến thị trường chip cấy ghép não-máy tính đạt mốc 1 tỷ USD/năm vào năm 2041.

Mark Jackson, một bệnh nhân mắc bệnh ALS, đang điều khiển kính thực tế ảo Apple Vision Pro với sự trợ giúp của chip não được cấy ghép từ Synchron. Ảnh: WSJ.

Mỗi startup này đều có cách tiếp cận riêng, và WSJ nhận định tất cả đều có lý do để tin rằng sản phẩm của mình sẽ vượt lên dẫn trước.

Trong số các công ty theo đuổi lĩnh vực này, Synchron, công ty đầu tiên hợp tác với Apple, lựa chọn cách phẫu thuật ít xâm lấn nhất.

Cụ thể, chip cấy ghép của hãng, xuất hiện dưới dàng một lưới điện cực dạng ống, được luồn qua một mạch máu chính trong não giống như đặt stent.

Theo Kurt Haggstrom, giám đốc thương mại của công ty, thiết bị của Synchron có thể được cấy ghép mà không cần mở hộp sọ của bệnh nhân, điều này giúp nhiều bác sĩ có thể được đào tạo để thực hiện phẫu thuật.

Tuy nhiên, nhược điểm của Synchron là các tín hiệu hoạt động não từ các điện cực thường kém chính xác hơn. Trong mô phõng với Apple, bệnh nhân cấy ghép BCI của startup này hiện vẫn phải đeo kính thực tế ảo Vision Pro.

Ngoài ra, bệnh nhân thực tế phải di chuyển con trỏ bằng cách theo dõi mắt, chứ không phải điều khiển bằng ý nghĩ. Dự kiến, đến cuối năm 2025, Synchron sẽ bắt đầu các thử nghiệm FDA cuối cùng cho giao diện BCI của hãng và các thử nghiệm sẽ mất khoảng hai năm.

Muôn vàn cách tiếp cận với não

Trong khi đó, Precision Neuroscience có cách tiếp cận là đặt một mảng điện cực nhỏ, phẳng lên bề mặt não của người. Điểm đặc biệt của startup này là đang phát triển một hệ thống hoàn toàn không dây và giao tiếp như sạc không dây.

Với 1.024 điện cực trải rộng trên diện tích 1,5 cm2, hệ thống này có khả năng làm được nhiều điều hơn Synchron như có thể dịch suy nghĩ thành lời nói.

Tuy nhiên, tham vọng của Precision có một điểm yếu lớn. Theo tiến sĩ Iahn Cajigas, một bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Đại học Pennsylvania, do có cách tiếp cận khác biệt, startup này ghi lại hoạt động thần kinh theo kiểu khác và các nhà nghiên cứu chỉ mới bắt đầu lập bản đồ tín hiệu.

"Trong các năm tới, tôi nghĩ đây có thể là một giải pháp khả thi cho các bệnh nhân bị cụt chi để điều khiển bàn tay robot", Cajigas nhận xét.

Trong khi đó, BCI của Paradromics trông giống một đồng xu có miếng dán gai trên một mặt, với 421 điện cực nhỏ đâm sâu 1,5 mm vào não. Theo WSJ, cấy ghép nhiều mảng điện cực này có thể tạo ra kết nối đặc biệt nhanh, giống như sự khác biệt giữa tín hiệu Wi-Fi kém và tín hiệu tuyệt vời.

Con chip nhỏ xíu này có thể được đưa vào bề mặt não, lấy dữ liệu từ những điện cực siêu nhỏ cho các nghiên cứu về não người. Ảnh: Neuralink.

Giống hệ thống của Neuralink, CEO Matt Angle cho biết công nghệ của Paradromics có thể ghi tín hiệu từ từng neuron riêng lẻ. Các điện cực của hãng cũng rất nhỏ, về lý thuyết có thể không bị não bệnh nhân nhận thấy, ngăn ngừa loại sẹo và các vấn đề khác từng gây khó khăn cho các hệ thống ban đầu trong phòng thí nghiệm đại học.

Trong số những cái tên tham gia vào BCI, Neuralink của tỷ phú Elon Musk cho đến nay vẫn là một trong những công ty có nhiều thành tựu nhất. Hồi tháng 1, Musk tiết lộ Neuralink đã cấy ghép BCI cho bệnh nhân thứ 3.

Vị tỷ phú cũng tiết lộ startup này đang có kế hoạch thực hiện thêm khoảng 20-30 ca cấy ghép vào năm 2025. Theo WSJ, bệnh nhân thứ hai của Neuralink đã thể hiện những khả năng trước đây chỉ được chứng minh trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, nơi dây điện đi sâu vào não người tham gia và kết nối trực tiếp với máy tính bên ngoài.

Với các điện cực được cấy sâu 7 mm vào não, bệnh nhân Neuralink đó có thể thiết kế phần mềm, chơi trò chơi điện tử và nhiều hơn nữa.

Tuy nhiên, theo Cajigas, loại chip cấy ghép này đi kèm với những sự đánh đổi tiềm ẩn, trong đó có câu hỏi lớn về viện não sẽ phản ứng với các điện cực này và khiến chúng không sử dụng được. Quan trọng hơn, một khi đã đưa điện cực sâu vào vỏ não, hiện vẫn chưa rõ việc lấy chúng ra và đặt một mẫu mới vào có dễ dàng hay không.

Anh Tuấn