Thiết bị mới giúp kết nối trực tiếp bộ não để ghi lại hoạt động

Với một con chip silicon được gắn ở phía trên và các dây ở phía dưới giúp đưa vào não, thiết bị đặc biệt có thể giúp các nhà nghiên cứu quay lại một bộ phim về hoạt động thần kinh.

Thiết bị đặc biệt kết nối với não được các nhà khoa học mới phát triển.

Thiết bị cho phép các nhà nghiên cứu quan sát hàng trăm tế bào thần kinh trong não theo thời gian thực. Hệ thống này dựa trên các chip silicon được sửa đổi từ máy ảnh, nhưng thay vì chụp ảnh, nó sẽ quay một bộ phim về hoạt động thần kinh.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford đã phát triển một thiết bị mới để kết nối trực tiếp bộ não với các công nghệ dựa trên silicon. Trong khi các thiết bị giao diện theo dõi não đã tồn tại và được sử dụng để điều trị bệnh và nghiên cứu não, thiết bị mới nhất này được tuyên bố có thể ghi lại nhiều dữ liệu hơn trong khi ít xâm phạm hơn các tùy chọn hiện có.

Trước đây, các nhà khoa học thực tế đã sử dụng các thiết bị điện tử silicon 2D này và kết hợp chúng với kiến trúc ba chiều của bộ não trước đó, Abdulmalik Obaid, một sinh viên tốt nghiệp ngành khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Stanford cho biết.

“Chúng tôi đã phải đưa ra những gì chúng ta đã biết về chế tạo chip thông thường và thiết kế các quy trình mới để đưa thiết bị điện tử silicon vào chiều thứ ba”, Abdulmalik Obaid nói.

Thiết bị sẽ chứa một bó dây, trong đó mỗi dây nhỏ hơn một nửa chiều rộng của sợi tóc mỏng nhất của con người. Những sợi dây mỏng này có thể được nhẹ nhàng đưa vào não và kết nối trực tiếp bên ngoài với một con chip silicon ghi lại các tín hiệu điện nào đi qua mỗi dây.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị của họ trên các tế bào võng mạc bị cô lập từ chuột và trong não của những con chuột sống. Trong cả 2 trường hợp, họ đã thu được thành công các tín hiệu có ý nghĩa trên hàng trăm kênh. Nghiên cứu đang thực hiện sẽ xác định thêm thời gian thiết bị có thể tồn tại trong não và những tín hiệu này có thể tiết lộ. Nhóm nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến những gì các tín hiệu có thể cho họ biết về việc học. Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các ứng dụng khác, đặc biệt là hỗ trợ giọng nói.

Một thách thức chính mà các nhà nghiên cứu đã giải quyết là tìm ra cấu trúc mảng. Nó phải mạnh mẽ và bền bỉ, mặc dù các thành phần chính của nó là hàng trăm dây cực nhỏ. Giải pháp là quấn từng dây trong một polymer an toàn sinh học và sau đó bó chúng lại với nhau bên trong một vòng đệm kim loại. Điều này đảm bảo các dây được đặt cách nhau và định hướng đúng.

Jun Đinh, trợ lý giáo sư phẫu thuật thần kinh và thần kinh học, đồng thời là tác giả của nghiên cứu nhấn mạnh, chúng ta có thể ghi đồng thời các vùng não khác nhau ở các độ sâu khác nhau. Nếu được áp dụng rộng rãi, công nghệ này sẽ vượt trội sự hiểu biết của chúng ta về chức năng của não trong tình trạng sức khỏe bình thường và bệnh tật.

Trang Phạm