Kỹ thuật điều khiển tế bào thần kinh bằng ánh sáng không chỉ giúp những người bị tổn thương cột sống cử động các chi, mà còn có thể điều trị nhiều căn bệnh khác.
Khi dây thần kinh cột sống bị tổn thương, tín hiệu mà não phát ra không thể tới các bộ phận trong cơ thể. Tình trạng này khiến chúng ta không thể cử động các chi. Thậm chí nó có thể làm cho cơ hoành (ngăn cách phổi với gan, dạ dày, lá lách và các cơ quan nội tạng khác) không thể cử động lên xuống khiến nạn nhân tử vong vì không thở được.
Jerry Silver, một tiến sĩ thần kinh học tại Đại học Case Western Reserve, Mỹ muốn tìm hiểu xem liệu các gene nhạy cảm với ánh sáng có thể kích thích hoạt động của những tế bào thần kinh điều khiển cơ hoành. Ông và cộng sư gây tổn thương một phần ở các dây thần kinh cột sống của chuột ở đốt xương sống thứ hai (nơi giúp cổ của chuột xoay và chứa tế bào thần kinh điều khiển hoạt động hô hấp). Con người cũng thường bị chấn thương ở đốt sống cổ thứ hai.
Do không bị tổn thương hoàn toàn ở đốt sống cổ thứ hai nên một bên cơ hoành của chuột vẫn làm việc. Tất nhiên, hoạt động hô hấp của chúng diễn ra một cách khó khăn. Nhóm nghiên cứu cấy một loại virus mang Channelrhodopsin-2 (một protein nhạy sáng) vào các tế bào thần kinh điều khiển cơ hoành nhưng nằm bên dưới vị trí tổn thương.
Những đốt sống của lũ chuột được mở ra 4 ngày sau đó. Chúng vẫn khò khè sau khi được chiếu những chùm sáng liên tục. Nhóm nghiên cứu bèn sử dụng những xung ánh sáng có thời lượng khác nhau. Sau khi chiếu những xung ánh sáng có thời gian một giây, họ nhận thấy lũ chuột thở bình thường. Các kiểm tra cho thấy máu của chuột được cung cấp đủ oxy, còn hai nửa cơ hoành của chúng phối hợp với nhau nhịp nhàng.
Tiến sĩ Jerry Silver hy vọng rằng thử nghiệm trên chuột có thể mở đường cho các nghiên cứu trên người. Theo nhận định của ông, kỹ thuật cấy protein nhạy sáng vào tế bào thần kinh không những mang lại lợi ích cho bệnh nhân bị tổn thương dây thần kinh cột sống, mà còn có thể giúp điều trị nhiều bệnh khác, chẳng hạn như đa xơ cứng. Nó cũng có thể giúp chúng ta “tắt” một số cảm giác sinh lý như đau đớn và rét.
Làm thế nào để đưa ánh sáng vào tế bào thần kinh mà không phải mổ đốt sống cổ của bệnh nhân là một trong những vấn đề mà tiến sĩ Jerry Silver muốn giải quyết sớm. Người ta đã nghĩ ra một biện pháp để cấy một nguồn sáng vào cơ thể. Nguồn sáng này có thể được kích hoạt và điều khiển từ xa. Một giải pháp khác là dùng những ống siêu nhỏ để dẫn ánh sáng. Jerry Silver cho rằng kỷ nguyên cáp quang sẽ mở đường cho một cuộc cách mạng trong phẫu thuật thần kinh.
