Biochip bắt chước võng mạc của con người

Một nhóm nhà khoa học tạo ra một con chip sinh học có thể tái tạo võng mạc, mang lại những tiến bộ trong cấy ghép y tế, nghiên cứu tế bào thần kinh và trí tuệ nhân tạo (AI). Chất bán dẫn hữu cơ, linh hoạt này có những ứng dụng tiềm năng trong điều trị rối loạn thần kinh và nâng cao hiệu quả tính toán.

Một nhóm nhà nghiên cứu quốc tế, do giáo sư Đức Francesca Santoro dẫn đầu, đã phát triển một con chip sinh học mô phỏng võng mạc của con người. Sự đổi mới này là một phần trong nỗ lực rộng lớn hơn trong lĩnh vực điện tử sinh học nhằm sửa chữa các rối loạn chức năng của cơ thể và não.

Biochip bắt chước võng mạc của con người -0
Chip sinh học có thể tái tạo võng mạc, mang lại những tiến bộ trong cấy ghép y tế, nghiên cứu tế bào thần kinh và trí tuệ nhân tạo (AI).

Việc tạo ra con chip này là thành quả hợp tác giữa nhóm chuyên gia từ trung tâm nghiên cứu Đức Forschungszentrum Jlich (FZJ), Đại học RWTH Aachen, Istituto Italiano di Tecnologia và Đại học Naples (Italy). Sự kết hợp giữa con người và máy móc là hình ảnh thu nhỏ của một câu chuyện khoa học viễn tưởng.

Trong đời thực, những bước đầu tiên hướng tới những người máy như vậy đã được thực hiện từ lâu: con người có máy tạo nhịp tim để điều trị chứng rối loạn nhịp tim hoặc cấy ghép ốc tai điện tử cải thiện thính giác và cấy ghép võng mạc giúp những người gần như mù có thể nhìn thấy ít nhất một chút. Một con chip mới giúp cấy ghép võng mạc kết hợp tốt hơn với cơ thể con người trong tương lai. Nó dựa trên các polyme dẫn điện và phân tử nhạy cảm với ánh sáng được sử dụng để mô phỏng võng mạc, hoàn chỉnh với các con đường thị giác. Nó được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Francesca Santoro tại Viện Điện tử sinh học (IBI-3) của Jlich phối hợp với Đại học RWTH Aachen (Đức), Istituto Italiano di Tecnologia ở Genoa và Đại học Naples.

Santoro, Giáo sư về Giao diện Điện tử Thần kinh tại Đại học RWTH Aachen và cũng là nhà nghiên cứu thỉnh giảng tại Istituto Italiano di Tecnologia, giải thích: “Chất bán dẫn hữu cơ của chúng tôi nhận biết được lượng ánh sáng chiếu vào nó. Một cái gì đó tương tự xảy ra trong mắt chúng ta. Lượng ánh sáng chiếu vào các cơ quan cảm quang riêng lẻ cuối cùng sẽ tạo ra hình ảnh trong não”.

Chip đa năng

Điều đặc biệt ở chất bán dẫn mới là bao gồm hoàn toàn các thành phần hữu cơ không độc hại, linh hoạt và hoạt động với các ion - nghĩa là với nguyên tử hoặc phân tử tích điện. Do đó, nó có thể được tích hợp vào hệ thống sinh học tốt hơn nhiều so với thành phần bán dẫn thông thường làm bằng silicon, vốn cứng và chỉ hoạt động với các điện tử. Santoro nhấn mạnh: “Tế bào cơ thể chúng ta đặc biệt sử dụng ion để kiểm soát những quá trình nhất định và trao đổi thông tin. Tuy nhiên, cho đến nay, sự phát triển này mới chỉ là bằng chứng về khái niệm. Chúng tôi có thể chứng minh rằng các đặc tính điển hình của võng mạc có thể được mô phỏng bằng vật liệu này và sau đó được tổng hợp và mô tả”.

Nhóm nhà nghiên cứu đang nghĩ đến một ứng dụng khả thi khác: con chip này cũng có thể hoạt động như một khớp thần kinh nhân tạo khi chiếu xạ ánh sáng làm thay đổi độ dẫn điện của polyme được sử dụng trong thời gian ngắn và dài hạn. Các khớp thần kinh thực sự hoạt động theo cách tương tự: bằng cách truyền tín hiệu điện, chúng thay đổi kích thước và hiệu quả, chẳng hạn, đây là cơ sở cho khả năng học tập và ghi nhớ của não chúng ta. Santoro đang hướng tới tương lai: “Trong loạt thí nghiệm trong tương lai, chúng tôi muốn ghép các thành phần với tế bào sinh học và kết nối nhiều tế bào riêng lẻ lại với nhau”.

Hiểu về tế bào thần kinh

Ngoài võng mạc nhân tạo, nhóm của Santoro đang phát triển những phương pháp tiếp cận khác cho chip điện tử sinh học có thể tương tác theo cách tương tự với cơ thể con người - đặc biệt là tế bào của hệ thần kinh. “Một mặt, chúng tôi đang cố gắng tái tạo cấu trúc ba chiều của tế bào thần kinh và mặt khác, chúng tôi cũng đang cố gắng tái tạo các chức năng của chúng, chẳng hạn như xử lý và lưu trữ thông tin”. Các polyme sinh học mà họ sử dụng trong võng mạc nhân tạo đã được chứng minh là nguyên liệu ban đầu phù hợp cho việc này.

Santoro giải thích: “Chúng tôi có thể sử dụng chúng để tái tạo cấu trúc phân nhánh của tế bào thần kinh con người với nhiều nhánh nhánh của chúng. Bạn có thể tưởng tượng nó hơi giống một cái cây. Điều này rất quan trọng vì tế bào thực thích các cấu trúc ba chiều phân nhánh như vậy hơn là làm nhẵn các bề mặt và do đó thiết lập các tiếp xúc chặt chẽ với các cấu trúc nhân tạo”. Thứ nhất, các chip sinh học khác nhau được sử dụng để nghiên cứu tế bào thần kinh thực sự - ví dụ như trao đổi thông tin trong tế bào.

Thứ hai, nhóm của Santoro hy vọng một ngày nào đó họ sẽ có thể sử dụng các thành phần của mình để can thiệp tích cực vào quá trình giao tiếp của tế bào nhằm kích hoạt một số hiệu ứng nhất định. Ví dụ, Santoro đang nghĩ đến việc sửa chữa những lỗi trong quá trình xử lý và truyền thông tin xảy ra trong bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Parkinson hoặc Alzheimer hoặc cơ quan hỗ trợ không còn hoạt động bình thường. Ngoài ra, những bộ phận như vậy cũng có thể đóng vai trò là bề mặt tiếp xúc giữa các chi hoặc khớp nhân tạo.

Công nghệ máy tính cũng có thể được hưởng lợi. Do đặc tính của chúng, con chip được định sẵn sẽ đóng vai trò là phần cứng cho mạng lưới thần kinh nhân tạo. Cho đến nay, chương trình trí tuệ nhân tạo (AI) vẫn đang làm việc với các bộ xử lý cổ điển không thể điều chỉnh cấu trúc của chúng. Chúng chỉ đơn thuần bắt chước nguyên tắc hoạt động tự học của việc thay đổi mạng lưới thần kinh bằng phần mềm phức tạp. Điều này rất kém hiệu quả. Santoro cho biết tế bào thần kinh nhân tạo có thể khắc phục sự thiếu hụt trước đây: “Chúng sẽ cho phép công nghệ máy tính bắt chước cách thức hoạt động của não ở mọi cấp độ”.

Duy Minh

Các tin khác

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.