Trong một nghiên cứu vừa được trình bày trên tạp chí khoa học Nature Nanotechnology, nhóm tác giả thuộc Đại học Northwestern (Mỹ) cho biết họ đã tạo ra các tế bào thần kinh (neuron) nhân tạo bằng công nghệ in 3D có thể gửi đi những tín hiệu giống như tế bào thật trong não người.
Quá trình tạo ra các tế bào thần kinh in 3D - Ảnh: ĐẠI HỌC NORTHWESTERN
Sự ra đời của loại thiết bị siêu nhỏ này là một bước tiến cực lớn trong bối cảnh các neuron nhân tạo trước đây thường chỉ phát ra các tín hiệu điện đơn giản, cứng nhắc; trong khi não bộ vốn giao tiếp bằng các xung điện có hình dạng, tần số và nhịp điệu cực kỳ phức tạp.
Vì vậy, một loại tế bào nhân tạo có thể hoạt động y như tế bào thật chính là mảnh ghép còn thiếu để hoàn thiện các giao diện não - máy (BMI) thế hệ mới, giúp xóa tan ranh giới giữa hệ thần kinh sinh học và các thiết bị điện tử hỗ trợ.
Hiệu quả của các tế bào thần kinh in 3D đã được chứng minh thông qua các thử nghiệm trên mô não chuột.
Tại phòng thí nghiệm, chúng đã kích thích thành công các tế bào thần kinh thật, tạo ra các phản ứng có thể đo lường được.
Để tạo ra loại thiết bị siêu việt này, các nhà nghiên cứu Mỹ đã sử dụng loại mực điện tử đặc biệt từ vật liệu nano như graphene và molybdenum disulfide để in lên nền polymer dẻo.
Quy trình này cho phép thiết bị sở hữu các sợi dẫn điện siêu mảnh, mô phỏng chính xác các xung nhịp thần kinh theo thời gian thực mà không gây xung đột với mô sống.
Mặc dù vẫn cần thêm các bước thử nghiệm trên mô não người, động vật sống và thử nghiệm lâm sàng, sự ra đời của công nghệ này đã mang ý nghĩa rất lớn, hứa hẹn đem đến các phương pháp mới để phục hồi thính giác, thị giác hoặc vận động ở các bệnh nhân trước đây không thể điều trị.
Ngoài ra, công nghệ này còn vạch ra hướng đi mới cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) siêu tiết kiệm năng lượng bằng cách mô phỏng trực tiếp cơ chế hoạt động của bộ não.
Thay vì tiêu tốn lượng điện năng khổng lồ như các siêu máy tính hiện nay, các phần cứng AI chạy trên nền tảng neuron nhân tạo này có thể xử lý dữ liệu phức tạp với hiệu suất cao hơn hàng vạn lần.
