MIT พัฒนา ‘ชิปสมองแบบฉีด’ รักษาโรคได้โดยไม่ต้องผ่าตัด แค่ฉีดเข้าแขน ชิปจะวิ่งไปหาเซลล์แล้วซ่อมแซมสมอง

นักวิจัยจาก MIT พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่อาจเปลี่ยนแนวทางการรักษาโรคทางสมอง โดยไม่ต้องผ่านการผ่าตัดที่ซับซ้อนหรือเสี่ยงอันตราย เทคโนโลยีนี้ชื่อว่า Circulatronics เป็นการรวมเทคโนโลยีชิปเข้ากับระบบชีวภาพ ทำให้ชิปสามารถฝังตัวในร่างกายเองได้โดยอัตโนมัติ เพียงแค่ฉีดเข้าที่แขนแทนการผ่าตัด

Circulatronics เป็นเทคโนโลยีที่เน้นการใช้การกระตุ้นสมองด้วยไฟฟ้าแบบจำเพาะจุด ซึ่งเป็นแนวทางที่ถูกใช้ในการรักษาโรคทางสมองหลายชนิด เช่น โรคซึมเศร้า, อัลไซเมอร์, โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และเนื้องอกในสมอง

โดยปกติการรักษาแบบนี้ต้องผ่าตัดฝังอิเล็กโทรดเข้าไปในสมอง ซึ่งมีความเสี่ยงสูง ทั้งการติดเชื้อ, ความเสียหายต่อเนื้อสมอง และค่าใช้จ่ายที่สูงมาก ทำให้ผู้ป่วยทั่วโลกเข้าถึงการรักษาได้ยาก แต่เทคโนโลยีนี้กลับทำได้โดยไม่ต้องผ่าตัด เพียงฉีดชิปขนาดนาโนเข้าสู่ร่างกาย ชิปจะวิ่งไปยังสมองและเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ

“SWED” ชิปไร้สายขนาดจิ๋ว 

เทคโนโลยีนี้ขับเคลื่อนด้วยอุปกรณ์นาโนชื่อว่า SWED เป็นชิปที่มีขนาดที่เล็กกว่าฝุ่น เล็กจนสามารถวางบนเซลล์เม็ดเลือดได้สบายๆ ทำงานเหมือนแผงโซลาร์เซลล์ขนาดจิ๋วที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ แค่ยิงแสงเลเซอร์ชนิดพิเศษ (ที่ส่องทะลุผิวหนังและกะโหลกได้) จากภายนอกเข้าไป ตัวชิปจะเปลี่ยนแสงนั้นเป็นไฟฟ้า แล้วปล่อยกระแสไฟอ่อนๆ ไปกระตุ้นเซลล์สมอง ความเจ๋ง คือมีความแม่นยำสูงมาก สามารถสั่งงานเซลล์สมองได้ตรงจุดเป๊ะๆ ในพื้นที่เล็กนิดเดียว ซึ่งเป็นสิ่งที่เทคโนโลยีอื่นทำได้ยากมาก

ชิปจะเข้าไปในสมองได้อย่างไร ? 

อุปสรรคสำคัญในการส่งอุปกรณ์ใดๆ เข้าสู่สมองคือ ‘กำแพงเลือดสมอง’ (Blood-Brain Barrier) ซึ่งเป็นเกราะป้องกันตามธรรมชาติของร่างกายที่คอยป้องกันสิ่งแปลกปลอม ทีมนักวิจัยแก้ปัญหานี้โดยอาศัยกลไกของร่างกาย นั่นคือการใช้เซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดหนึ่งเป็น 'ตัวนำทาง'

เซลล์ชนิดนี้มีความสามารถพิเศษสองอย่าง คือ หนึ่ง สามารถเดินทางข้ามกำแพงเลือดสมองเข้าไปได้ และสองมีคุณสมบัติที่จะเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่เกิดการอักเสบหรือมีความผิดปกติโดยอัตโนมัติ นักวิจัยจึงนำชิป SWED ไป "ผูกติด" กับเซลล์นี้ เมื่อฉีดเข้าร่างกาย เซลล์ที่ติดชิปนี้ก็จะเดินทางตามธรรมชาติไปฝังตัวยังตำแหน่งที่ต้องการรักษาในสมองได้อย่างแม่นยำ 

ผ่านการทดสอบในหนูแล้ว

เพื่อพิสูจน์แนวคิดนี้ ทีมวิจัยได้ทดสอบในหนู โดยสร้างบริเวณอักเสบในสมองเพื่อจำลองสภาวะโรค แล้วฉีด เซลล์ภูมิคุ้มกันที่บรรจุชิป SWED เอาไว้ เข้าไปในกระแสเลือดโดยตรง 

หลังจากรอ 72 ชั่วโมง ผลการตรวจสอบยืนยันว่าชิปจำนวนมากได้เดินทางไปฝังตัว ณ บริเวณสมองที่มีปัญหาได้สำเร็จ จากนั้นทีมวิจัยใช้แสงเลเซอร์กระตุ้นชิปจากภายนอกก็ตรวจพบโปรตีน c-Fos ซึ่งเป็นเครื่องหมายยืนยันว่าเซลล์ประสาทในบริเวณนั้นถูกกระตุ้นให้ทำงาน ยิ่งไปกว่านั้น การกระตุ้นยังเกิดขึ้นอย่างแม่นยำในพื้นที่จำกัดเพียง 30 ไมโครเมตร ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้ได้อย่างชัดเจน 

เปิดทางสู่การรักษาโรคสมองแบบใหม่ทั่วโลก

ทีมวิจัยไม่ได้มองแค่การรักษาในปัจจุบัน แต่มองไปถึงอนาคตที่ไกลกว่านั้น โดยตั้งเป้าที่จะ "อัปเกรด" ชิป SWED ให้ทำได้มากกว่าการกระตุ้นไฟฟ้า

ในขั้นต่อไป ชิปเหล่านี้อาจทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์ที่คอยตรวจจับและอ่านค่าการทำงานของสมองได้แบบเรียลไทม์ และเป้าหมายที่ใหญ่กว่านั้น คือการสร้าง ‘เซลล์ประสาทอิเล็กทรอนิกส์’ ที่สามารถเลียนแบบและทำงานร่วมกับเซลล์สมองจริงได้ ศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ยังขยายไปไกลกว่าสมอง มันอาจถูกนำไปใช้ควบคุมเครื่องกระตุ้นหัวใจไร้สาย หรือแม้กระทั่งส่งตรงไปรักษาโรคต่างๆ ที่อวัยวะอื่นได้เช่นกัน เป็นการเปิดประตูสู่การแพทย์ยุคใหม่ที่ตรงจุดและปลอดภัยยิ่งขึ้น

จะได้ใช้เทคโนโลยีนี้เมื่อไหร่

MIT กำลังผลักดันเรื่องนี้อย่างจริงจังผ่านบริษัทสตาร์ทอัพ Cahira Technologies โดยตั้งเป้าที่ทดลองทางคลินิกภายใน 3 ปี ก่อนเข้าสู่กระบวนการรับรองทางการแพทย์เพื่อใช้งานเชิงพาณิชย์  แม้จะต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะผ่านการอนุมัติและใช้งานได้จริง แต่นี่คือจุดเริ่มต้นที่ชัดเจนของการเดินทางสู่ยุคใหม่ ที่การรักษาโรคทางสมองจะปลอดภัยและเข้าถึงง่ายขึ้น โดยไม่ต้องพึ่งพามีดผ่าตัด

อ้างอิง: newatlas