Hình ảnh trên và dưới của thiết bị chứa các điện cực để kích thích điện trong miệng. Nguồn ảnh: Tiến sĩ Hangue Park, Texas A&M Engineering
Ngay cả động tác nuốt thông thường cũng cần đến sự phối hợp nhịp nhàng của hơn 30 cơ miệng. Việc mất chức năng của một trong số này do bệnh tật hoặc chấn thương, có thể khiến bạn vô cùng suy nhược. Bằng việc kích thích các dây thần kinh, các nhà nghiên cứu đã mang lại cho người bệnh một tia hy vọng để lấy lại một số chức năng răng miệng đã mất.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học Texas A&M đã xác định kích thước tối thiểu của dòng điện cần thiết để cung cấp cảm giác ở các phần khác nhau của miệng. Nghiên cứu của họ là bước đầu tiên nhưng quan trọng hướng tới việc chế tạo các thiết bị cấy ghép kích thích điện có thể phục hồi các chức năng nội bộ cần thiết bị mất do tổn thương não hoặc thần kinh gây ra.
Kết quả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí IEEE Trans Transaction on Biomedical Engineering.
Theo các nhà nghiên cứu, nhiều chức năng cơ thể cần thiết được điều phối bởi hệ thống thần kinh thông qua các vòng phản hồi cảm giác vận động. Như tên của công trình nghiên cứu này cho thấy, các mạch thần kinh liên quan đến não để giải thích các tín hiệu đến từ các dây thần kinh cảm giác, sau đó chỉ huy các dây thần kinh vận động thực hiện một chuyển động nhất định. Ví dụ như các vòng cảm ứng đóng một vai trò quan trọng trong các chức năng tự nguyện, như đi bộ hoặc cầm một đồ vật, và các chuyển động không tự chủ, như hắt hơi hoặc chớp mắt.
Trong miệng, còn được gọi là khoang trong, có một nguồn cung cấp phong phú của cả dây thần kinh cảm giác và vận động. Đặc biệt, các dây thần kinh vận động cảm giác ở vòm miệng mềm và lưỡi phối hợp một số chuyển động trong miệng liên quan đến nuốt, nói và hô hấp. Các sợi thần kinh cảm giác hoặc vận động có thể bị tổn thương vì một lý do nào đó có thể ảnh hưởng đến các chức năng thiết yếu này, làm giảm chất lượng cuộc sống của những người bị bệnh.
Kích thích dây thần kinh bằng điện có thể giúp khởi động các dây thần kinh hoạt động. Giống như cách máy điều hòa nhịp tim hoạt động, điện có thể kích thích các dây thần kinh trong tim, khiến cơ tim co lại. Nhưng các chi tiết về tần số và biên độ của các dòng điện cần thiết để kích thích thích hợp các bộ phận khác nhau của miệng vẫn chưa được nghiên cứu.
“Kích thích điện có thể điều chỉnh các dòng điện thần kinh hoặc điện thế hoạt động, là phương thức giao tiếp đến và đi từ não”, Tiến sĩ Hangue Park, trợ lý giáo sư tại Khoa Điện và Máy tính cho biết. “Và do đó, kích thích điện nên được áp dụng cẩn thận, bởi vì nếu không, thì nó có thể gây ra tác dụng không mong muốn, hoặc nó có thể không kích thích bất cứ điều gì.”
Để xác định các dòng điện tối thiểu cần thiết, Park và nhóm của ông đã lắp các điện cực kim loại nhỏ vào một dụng cụ giữ răng tiêu chuẩn. Các điện cực này được đặt ở các vị trí nhất định để kích thích vòm miệng mềm, hoặc một bên và đầu lưỡi, nơi có nhiều dây thần kinh cảm giác. Đối với mỗi vị trí này, các nhà nghiên cứu sẽ thay đổi biên độ của dòng điện, giữ cho tần số cố định. Thí nghiệm sẽ được lặp lại với tần số dòng điện cao hơn, và người bệnh được yêu cầu báo cáo lại tình trạng khi họ cảm thấy đau hay khó chịu.
Sau khi tổng hợp dữ liệu, nhóm đã xác định ngưỡng cảm nhận và sự khó chịu trung bình đối với lưỡi và vòm miệng mềm. Ngoài ra, họ tạo ra một mạch tương đương của khoang miệng trong để nhân đôi các đặc tính điện của khu vực đó. Các nhà nghiên cứu cho biết, mạch điện này có thể giúp nghiên cứu sâu hơn về tác động của kích thích điện bằng những thử nghiệm ngoại tuyến mà không cần đến đối tượng trực tiếp là con người.
Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ kích thích điện vào vùng nội nhãn và xem xét cách những mô phỏng này thay đổi hành vi nhai, nuốt và các hành vi khác.
Park cho biết: “Hệ thống cảm biến có thể cực kỳ dễ bị tổn thương do khuyết tật thần kinh, lão hóa và thoái hóa thần kinh. “Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã bắt đầu đặt nền móng cho việc sử dụng điện để kích thích các bộ phận của miệng thực hiện điều khiển các cử động không chủ ý và có chủ ý. Công việc của chúng tôi là tiếp tục các nghiên cứu mang tính chuyên sâu và điều quan trọng là trong tương lai gần, chúng tôi có thể giúp những người đang phải đối mặt những thách thức to lớn khi thực hiện các công việc hàng ngày như nhai, nuốt,…”
Theo: https://medicalxpress.com/news/2021-06-groundwork-lost-oral-functions-pacemaker-like.html
