Nơron nhân tạo tương thích với não xuất hiện, mở ra tiềm năng kết nối giữa người và máy

Frozen Cat
1/10/2025 17:11Phản hồi: 4
EditEdit
Nơron nhân tạo tương thích với não xuất hiện, mở ra tiềm năng kết nối giữa người và máy
Các tế bào thần kinh trong não bộ (hay nơron) là những viên gạch làm nên hệ thần kinh và có chức năng truyền tải thông tin. Một bộ não có hàng tỷ nơron và mỗi cái đều có cấu tạo rất phức tạp từ thân tế bào, nhiều sợi nhánh, sợi trục, lớp cách điện quanh sợi trục cho đến các khớp thần kinh là nơi các neuron tiếp xúc nhau. Nhưng sự phức tạp đó không làm con người chùn bước trong hành trình tạo ra một hệ thống nơron nhân tạo gần giống nhất với các nơron trong cơ thể.

Mới đây các nhà nghiên cứu của Đại học Massachusetts Amherst vừa phát triển được một loại sợi nơron hoạt động ở mức 0,1 vôn, ngang ngửa điện áp của nơron sinh học trong cơ thể người. Họ cho biết não chúng ta xử lý rất nhiều dữ liệu nhưng tiêu thụ điện năng rất thấp. Trong khi đó các nơron nhân tạo trước giờ lại có điện áp cao gấp 10 lần và tiêu tốn năng lượng gấp 100 lần so với phiên bản mới này. Vì vậy chúng có hiệu suất kém, chẳng giống mấy với nơron trong não nên giữa chúng rất là khó giao tiếp nhau.

Còn lần này, họ đã tạo ra những nơron có kích thước siêu nhỏ gần như các nơron thật và mô phỏng gần giống các đặc tính về điện của nơron thật. Trong cấu trúc của nơron nhân tạo này có những sợi nano protein đóng vai trò “dây” dẫn điện, giúp nó truyền tín hiệu điện giống kiểu nơron sinh học. Những sợi này được tổng hợp bởi Geobacter sulfurreducens, một loại vi khuẩn có thể nuôi cấy dễ dàng trong phòng thí nghiệm và không đòi hỏi phải xài thiết bị phức tạp hay cần có điều kiện cực đoan. Chính vì vậy loại nơron này có thể được sản xuất với lượng lớn, chi phí thấp.

minh-hoa-neuron-dien-ap-0-1-von-cua-dai-hoc-mass-amherst.jpg

Nhờ hoạt động ở điện áp thấp, loại nơron mới này có thể “giao tiếp” với các tế bào thần kinh mà không gây tổn thương cho chúng. Các chuyên gia ở Đại học Mass. Amherst đã đề xuất một số ứng dụng của nó như máy tính sinh học, chip cấy vào não, các thiết bị y tế cấy ghép khác có kết nối vô não, hoặc đơn giản nhất là tích hợp nó vào các cảm biến trên thiết bị đeo như là smartwatch.

Theo New Atlas, UMass.
4 bình luận

Xu hướng

Bản tiếng Anh này thu hút hơn!

Imagine a computer that works like the brain—not only in how it processes information, but also in how little energy it consumes. That vision is a step closer thanks to researchers at the University of Massachusetts Amherst, who have created artificial neurons that operate almost exactly like the ones in our heads.

Biological neurons are marvels of efficiency. They fire tiny spikes of electricity, at around 0.1 volts, to encode and transmit information. That’s why the brain, despite juggling billions of neurons and trillions of connections, runs on just about 20 watts—less power than a dim lightbulb—yet outperforms even the most advanced supercomputers in many respects. By contrast, today’s artificial intelligence systems, such as large language models, can require megawatts of power to carry out similar tasks.

Engineers have long dreamed of building artificial neurons for neuromorphic electronics—hardware inspired by the brain’s architecture—that could power energy-frugal computers or even talk directly to living cells. The challenge has been that most artificial neurons consume ten times the voltage and up to a hundred times the energy of real ones. That makes them inefficient and, crucially, incompatible with biological tissue. Living neurons simply cannot tolerate being jolted with such high voltages.

The UMass Amherst team, led by graduate student Shuai Fu and associate professor Jun Yao, has solved this by designing neurons that function at the brain’s own operating level: 0.1 volts. These new devices not only match the signal amplitude and energy efficiency of their biological counterparts, but also reproduce key behaviors such as spiking patterns, timing, and frequency response. Even more striking, they can be modulated by chemical signals—just like real neurons respond to neurotransmitters—allowing them to interpret the “language” of the brain.

At the heart of this breakthrough is an unusual material: protein nanowires grown from Geobacter sulfurreducens, a microbe known for its ability to generate electricity. These nanowires act as the conductive “wiring” of the artificial neurons. Because the bacteria can be cultured easily and cheaply, the material can be produced at scale without the need for expensive or extreme laboratory conditions. Yao’s group has already used these nanowires in other surprising inventions, from biofilms that generate electricity from sweat to devices that harvest power from moisture in the air.

With their low voltage and bio-compatibility, the new neurons open exciting possibilities. They could one day form the basis of bio-inspired computers that rival the efficiency of the human brain. They could also serve as seamless interfaces between electronics and biology—bridging the gap between silicon and living tissue. Applications might include brain-computer interfaces, implants that communicate with neurons without damage, or next-generation medical devices. On a more everyday level, they could make wearable electronics like smartwatches far more efficient, removing the need for bulky amplification circuits.

The team has even demonstrated that their artificial neurons can connect directly to living cells, processing signals in real time and interpreting cellular states. That proof of communication marks a crucial step toward a future where machines and biology don’t just coexist, but collaborate at the most fundamental level of information exchange.
Yêu quá
Sword Art Online có triển vọng thành hiện thực!
Làm ra loại thuốc mà mọc ra noron nhiều hơn thì có vẻ hay hơn

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2026 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 351/56 Lê Văn Sỹ, P. Nhiêu Lộc, Tp HCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép cung cấp dịch vụ MXH số 134/GP-BVHTTDL, Ký ngày: 30/09/2025