Ảnh: CSIC

Nghiên cứu có sự tham gia của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Tây Ban Nha (CSIC) và Đại học Manchester (Anh), cùng một số viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ, được công bố trên tạp chí Brain.

Tình trạng đột quỵ do thiếu máu cục bộ xảy ra khi mạch máu bị tắc nghẽn, khiến một phần não không được cung cấp đủ máu và oxy. Ngay cả sau khi đột quỵ xảy ra, tổn thương vẫn có thể tiếp tục lan rộng do các đợt sóng bất thường về hoạt động điện (gọi là khử cực lan tỏa vỏ não) di chuyển qua vùng mô não bị ảnh hưởng.

Việc phát hiện những sóng điện này còn gặp nhiều khó khăn do các thiết bị thông thường chưa ghi nhận hiệu quả những biến đổi điện có tần số rất thấp. Điều này gây trở ngại cho việc theo dõi diễn biến tổn thương và xác định những vùng não có nguy cơ cao.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đặt cảm biến graphene có độ nhạy cao lên bề mặt não chuột để ghi lại hoạt động điện. Kết quả cho thấy đặc điểm của các tín hiệu thu được giúp phân biệt mô não tương đối khỏe mạnh, mô có nguy cơ tổn thương và mô đã bị tổn thương nghiêm trọng.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện mối liên hệ giữa các tín hiệu điện này với sự thay đổi lưu lượng máu trong não. Ở những vùng ít bị tổn thương hơn, lưu lượng máu có xu hướng tăng. Trong khi đó, tại các vùng dễ bị tổn thương, lưu lượng máu có thể giảm mạnh hơn, khiến tình trạng tổn thương thêm nghiêm trọng.

Các nhà khoa học tiếp tục thử nghiệm ketamine liều thấp trên động vật. Kết quả cho thấy thuốc giúp rút ngắn thời gian các đợt sóng điện có hại, cải thiện phản ứng của lưu lượng máu và thu hẹp phạm vi tổn thương não.

Kết quả này gợi mở khả năng sử dụng ketamine để bảo vệ tế bào thần kinh sau đột quỵ. Tuy nhiên, tác dụng trên mới được ghi nhận trong nghiên cứu trên động vật, chưa đủ cơ sở để khẳng định hiệu quả tương tự ở người.

Theo nhà nghiên cứu Rob Wykes thuộc Đại học Manchester, công nghệ mới không chỉ nâng cao khả năng ghi nhận hoạt động của não mà còn giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn quá trình tổn thương phát triển và tìm kiếm những hướng điều trị phù hợp.

Ông Anton Guimerà-Brunet, nhà nghiên cứu thuộc CSIC tại Viện Vi điện tử Barcelona, cho biết việc ghi lại các tín hiệu điện tần số thấp vẫn là thách thức đối với những công nghệ hiện nay.

"Chúng tôi đã phát triển công nghệ dựa trên graphene trong nhiều năm, với những kết quả đầu tiên được công bố vào năm 2018, và thách thức đặt ra là chuẩn hóa cũng như hoàn thiện nó để sử dụng trong các nghiên cứu tiền lâm sàng phù hợp", ông nói.

Mặc dù công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu tiền lâm sàng, nhóm nghiên cứu tin rằng trong tương lai, cảm biến graphene có thể giúp theo dõi tình trạng mô não theo thời gian thực, nhận diện những vùng có nguy cơ tổn thương tiến triển và hỗ trợ nghiên cứu các phương pháp điều trị đột quỵ mới.