Một nhóm kỹ sư Đại học Rice (Mỹ) đã giới thiệu bộ cấy ghép thần kinh đầu tiên có thể được lập trình và sạc từ xa bằng từ trường. Đây là hệ thống vi mô tích hợp gọi là MagNI có khả năng kết hợp các bộ chuyển đổi điện từ cho phép chip thu năng lượng từ một từ trường xen kẽ ở bên ngoài cơ thể. MagNI hướng đến các ứng dụng yêu cầu lập trình, kích thích điện nơi các tế bào thần kinh để giúp bệnh nhân mắc bệnh động kinh hoặc bệnh Parkinson.
Các thành phần của thiết bị nguyên mẫu chỉ có ba thành phần: màng điện tử 2x4 mm để chuyển đổi từ trường thành điện trường, chip CMOS và tụ điện để lưu trữ năng lượng tạm thời.
Hệ thống được phát triển bởi Kaiyuan Yang, giáo sư trợ lý về kỹ thuật điện và máy tính, Jacob Robinson, giáo sư về kỹ thuật điện, máy tính và sinh học, Zhanghao Yu, sinh viên tốt nghiệp, và Joshua Chen, nghiên cứu sinh. Tất cả đều từ Trường Kỹ thuật Brown thuộc Đại học Rice.
“Đây là minh chứng đầu tiên cho thấy bạn có thể dùng từ trường để cung cấp năng lượng và lập trình cho bộ cấy ghép. Bằng cách tích hợp các bộ chuyển đổi điện từ với công nghệ CMOS (chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung), chúng tôi cung cấp một nền tảng điện sinh học cho nhiều ứng dụng. CMOS hoạt động mạnh mẽ, hiệu quả và giá thành khá rẻ cho các tác vụ nhận biết và xử lý tín hiệu”, giáo sư Yang nói.
Giáo sư Yang cho biết thêm rằng MagNI có lợi thế rõ ràng so với các phương pháp kích thích hiện tại như siêu âm, bức xạ điện từ, khớp nối quy nạp và công nghệ quang học. “Hiệu ứng điện từ mà chúng tôi sử dụng có nhiều lợi ích hơn so với các phương pháp thường thấy để truyền năng lượng và dữ liệu”. Bên cạnh đó, các mô sẽ không hấp thụ từ trường khi chúng thực hiện các loại tín hiệu khác và sẽ không làm nóng các mô bức xạ điện từ, quang học hoặc khớp nối quy nạp.
Vì từ trường cũng truyền tín hiệu điều khiển, nên MagNI cũng “hiệu chuẩn mạnh mẽ và tự do”. “Nó không yêu cầu bất kỳ điện áp nội bộ hoặc tham chiếu thời gian nào”, giáo sư Yang nói.
Trong thế hệ chipset hiện tại, năng lượng và thông tin chỉ di chuyển theo một chiều, nhưng giáo sư Yang cho biết nhóm của ông đang tiến hành các chiến lược giao tiếp hai chiều để tạo điều kiện thu thập dữ liệu từ cấy ghép và cho phép khả năng ứng dụng nhiều hơn.
Bình luận (0)