Theo nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học Nature Nanotechnology, nhóm tác giả thuộc Đại học Northwestern (Mỹ) đã phát triển thành công các tế bào thần kinh nhân tạo bằng công nghệ in 3D với khả năng truyền đi những tín hiệu điện gần giống với neuron sinh học trong não người.
Đây được xem là bước đột phá quan trọng bởi trước đó, các neuron nhân tạo chỉ có thể phát ra những tín hiệu điện đơn giản, thiếu tính linh hoạt và không mô phỏng được nhịp giao tiếp cực kỳ phức tạp của não bộ.
Trong khi đó, hệ thần kinh con người hoạt động dựa trên các xung điện có hình dạng, tần số và tiết tấu thay đổi liên tục. Vì vậy, việc tạo ra một tế bào nhân tạo có thể tái hiện cơ chế này được xem là mảnh ghép quan trọng để phát triển các giao diện não - máy (BMI) thế hệ mới, qua đó thu hẹp khoảng cách giữa hệ thần kinh sinh học và thiết bị điện tử hỗ trợ.
Theo nhóm nghiên cứu, hiệu quả của các tế bào thần kinh in 3D đã được chứng minh thông qua các thử nghiệm trên mô não chuột trong phòng thí nghiệm.
Kết quả cho thấy thiết bị siêu nhỏ này có thể kích thích thành công các tế bào thần kinh thật và tạo ra những phản ứng điện sinh học rõ ràng, có thể đo lường được.
Để chế tạo hệ thống neuron nhân tạo, các nhà khoa học sử dụng loại mực điện tử đặc biệt được tạo thành từ các vật liệu nano như graphene và molybdenum disulfide, sau đó in trực tiếp lên nền polymer dẻo.
Nhờ quy trình này, thiết bị hình thành các sợi dẫn điện siêu mảnh, có khả năng mô phỏng chính xác những xung thần kinh theo thời gian thực, đồng thời hạn chế tối đa nguy cơ xung đột với mô sống.
Dù công nghệ vẫn cần tiếp tục trải qua các bước thử nghiệm trên mô não người, trên động vật sống cũng như các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng trước khi ứng dụng rộng rãi, nhưng giới chuyên môn đánh giá đây là thành tựu mang ý nghĩa rất lớn.
Trong tương lai, các tế bào thần kinh nhân tạo này có thể trở thành nền tảng cho những phương pháp điều trị mới nhằm phục hồi thính giác, thị giác hoặc chức năng vận động đối với nhiều bệnh nhân trước đây chưa có giải pháp can thiệp hiệu quả.
Không chỉ dừng ở y học, công nghệ này còn mở ra hướng phát triển mới cho lĩnh vực trí tuệ nhân tạo. Các hệ thống AI dựa trên neuron nhân tạo được kỳ vọng có thể mô phỏng trực tiếp cơ chế xử lý thông tin của não người, từ đó giảm mạnh mức tiêu thụ năng lượng nhưng vẫn đạt hiệu suất tính toán vượt trội.
Theo các nhà nghiên cứu, so với các siêu máy tính hiện nay vốn tiêu tốn lượng điện năng khổng lồ, phần cứng AI vận hành trên nền tảng tế bào thần kinh nhân tạo có thể xử lý dữ liệu phức tạp hiệu quả hơn gấp hàng vạn lần.
Bình luận
0