Mới đây, một thiết bị dò di động, sử dụng sóng siêu âm đã được phát minh để thay thế cho máy chụp cộng hưởng từ MRI, nhằm phát hiện dấu hiệu động kinh hay những hoạt động bất thường ở não trẻ sơ sinh trong thời gian thực. Thông thường, rất khó đặt trẻ nằm in khi chụp MRI. Thiết bị cũng có khả năng theo dõi sự phát triển của những trẻ bị tổn thương não – nguy cơ dẫn tới những chứng như bại não.
Từ lâu, các nhà khoa học đã chụp được ảnh não bộ trẻ sơ sinh và nghiên cứu mô não sau khi chết. Tuy nhiên, hoạt động của não trong những tuần đầu đời – cực kỳ quan trọng với sức khỏe trong tương lai, lại luôn rất khó theo dõi.
Hai kỹ thuật thường được áp dụng trên người lớn: chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) – để đo lưu lượng máu; và điện não đồ (EEG) – để đo xung điện thần kinh lớp ngoài vỏ não, lại có những nhược điểm. FMRI tốn kém, không hiệu quả với trẻ sơ sinh và máy móc lại quá cồng kềnh để mang tới giường của trẻ. Còn với EEG, khi gắn những dây dẫn vào đầu trẻ, chúng đã không thể xâm nhập vào sâu hơn cấu trúc của não để phát hiện vị trí khởi nguồn của những chứng như động kinh – thông tin quan trọng nhất với các bác sĩ khi điều trị.
Nhằm phát triển một công cụ mới, nhỏ nhưng mạnh mẽ, nhà khoa học thần kinh Olivier Baud và các đồng nghiệp tại Bệnh viện Đại học Robert Debré (Paris) đã chuyển sang phương pháp siêu âm – công nghệ sử dụng sóng âm cao tần để chụp ảnh chuyển động của những cấu trúc bên trong cơ thể. Những nghiên cứu trước đó đã chỉ ra, các sóng siêu âm cực nhanh – có thể chụp 10.000 khung hình/giây, hiệu quả hơn nhiều so với những sóng chậm – chỉ chụp được 50 khung hình/giây, dùng trong y học thông thường – khi phát hiện những thay đổi cực kì nhỏ của lưu lượng máu ở các mạch máu trên não người hay các loài gặm nhấm. Với fMRI, bác sĩ thường dựa trên sự thay đổi lưu lượng máu để đo xung điện do các neutron phát ra. Tuy nhiên, vì sóng siêu âm rất khó đi xuyên qua xương, cho nên cách làm này đòi hỏi phải “giũa” hay “cưa” xương hộp sọ.
Vì vậy, nhóm của Baud nhắm tới một điểm mềm: phần thóp mặt trước của não – một vùng trống có màng bao phủ, nằm giữa phần xương sọ, sẽ cứng lại như “chì” khi trẻ lên 2. Họ đã gắn thiết bị dò (nặng khoảng 40 gram) lên phần thóp trên đầu của 6 trẻ khỏe mạnh và một khung silicon linh hoạt được dùng để giữ thiết bị ở yên vị trí khi dây dẫn đang truyền tín hiệu tới máy tính.
Mặc dù rất nhỏ nhưng các đầu dò lại nhạy hơn tới 50 lần khi đo lưu lượng máu, so với phương pháp siêu âm thông thường. Giống như khi sử dụng điện não đồ, bác sĩ có thể dễ dàng phân biệt hai pha giấc ngủ ở trẻ: “chủ động” – điện não đồ đều và liên tục; “im lặng” – điện não đồ giao động lên xuống. Kết hợp với EEG, thiết bị dò phát hiện được dấu hiệu động kinh ở 2 trẻ có vỏ não phát triển bất thường. Thậm chí, nhóm nghiên cứu còn xác định được vị trí trong não nơi cơn động kinh bắt nguồn qua việc theo dõi những đợt tăng của lưu lượng máu. Kết quả này được công bố trên Science Translational Medicine.
Hiện vẫn chưa có những thiết bị dò chạy trên phần mềm tùy biến (theo phần cứng) và được thương mại hóa, do chúng vẫn chưa đủ nhạy để theo dõi hoạt động của não bên ngoài vùng thóp. Tuy nhiên, Baud tin tưởng rằng nó có thể giúp phát hiện sớm những hoạt động bất thường do các chứng bệnh như nhiễm khuẩn máu gây ra. Thiết bị cũng có khả năng giúp phân biệt não trẻ hoạt động khỏe mạnh hay không – điều rất quan trọng đối với những thử nghiệm lâm sàng trên các loại thuốc bảo vệ não trẻ khỏi nguy cơ nhiễm trùng.
Kỹ thuật này cũng cho thấy tiềm năng rất lớn đối với những nhà thần kinh học muốn nghiên cứu sự phát triển bất thường của não và nguồn gốc các chứng bệnh như tự kỷ ở trẻ nhỏ.
Hải Đăng dịch
