Một công nghệ mới đã được phát triển nhằm nâng cao độ chính xác của giao diện não-máy tính (BCI), cho phép điều khiển cánh tay robot chỉ bằng suy nghĩ hoặc kích thích não để điều trị các bệnh như Alzheimer và Parkinson. Đây là một chip bán dẫn có khả năng xác định không chỉ thời điểm mà còn loại tế bào nào phát tín hiệu đồng thời.
Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã công bố rằng nhóm nghiên cứu do trưởng nhóm Lee Chang-hyuk tại Viện Nghiên cứu Khoa học Não đã phát triển chip BCI thế hệ mới đầu tiên trên thế giới có khả năng phát hiện đồng thời tín hiệu điện và ánh sáng trên một chip bán dẫn.
Để chẩn đoán và điều trị chính xác các bệnh não như Parkinson, Alzheimer và động kinh, cần phải xác định thời điểm hoạt động của tế bào thần kinh và loại tế bào. Mặc dù tín hiệu điện có thể xác định thời điểm hoạt động, còn tín hiệu ánh sáng có thể phân loại loại tế bào, nhưng công nghệ hiện tại không thể đọc cả hai tín hiệu trên cùng một chip.
Nhóm nghiên cứu đã tích hợp điện cực phát hiện tín hiệu điện và cảm biến quang đọc tín hiệu ánh sáng vào một chip bán dẫn duy nhất. Họ đã bố trí 416 điện cực và 832 điểm cảm biến ánh sáng trên 13 kim silicon có kích thước bằng sợi tóc, cho phép xác định đồng thời loại tế bào thần kinh nào phản ứng và khi nào.
Khác với phương pháp Neuralink chỉ cấy ghép điện cực vào não và giữ chip xử lý tín hiệu bên ngoài, chip này được cấy ghép vào não theo phương pháp xâm lấn tối thiểu. Các cảm biến có kích thước tế bào được bố trí ba chiều trong não, cho phép đọc thông tin xử lý bên trong tế bào thần kinh bằng tín hiệu ánh sáng.
Chi phí sản xuất cũng đã được giảm đáng kể. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp quy trình chế tạo CMOS (bán dẫn oxit kim loại) phổ biến được sử dụng trong điện thoại thông minh với công nghệ in 3D để giảm chi phí sản xuất xuống chỉ còn 1/100 so với trước đây mà vẫn duy trì hiệu suất. Họ cũng đã tạo ra cơ sở hạ tầng để sản xuất và nâng cao chip bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng bán dẫn trong nước, cho phép các tổ chức nghiên cứu nhỏ có thể sản xuất các thiết bị thăm dò thần kinh với chi phí tương đối thấp.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng công nghệ này sẽ được ứng dụng trong chẩn đoán chính xác các bệnh như Parkinson, Alzheimer, trầm cảm, cũng như phát triển thuốc điện tử tùy chỉnh kích thích chọn lọc các tế bào cụ thể và giao diện não-AI tiên tiến.
Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Để điều trị bệnh não và phát triển BCI chính xác, chúng ta cần phân biệt được loại tế bào nào đang hoạt động" và nhấn mạnh rằng họ đã mở ra một lĩnh vực công nghệ mới mang tên BCI quang bán dẫn, tạo nền tảng kết nối sức mạnh của ngành công nghiệp bán dẫn Hàn Quốc với ngành công nghiệp BCI."
* Bài viết này được dịch tự động bằng AI.
© Bản quyền thuộc về Thời báo Kinh tế AJU & www.ajunews.com: Việc sử dụng các nội dung đăng tải trên vietnam. kyungjeilbo.com phải có sự đồng ý bằng văn bản của Aju News Corporation.