Giao diện thần kinh BISC tối thiểu xâm lấn mở ra kỷ nguyên kết nối không dây tốc độ cao giữa não bộ và máy tính

Một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực công nghệ thần kinh vừa được công bố với tên gọi Giao diện Sinh học với Vỏ não (BISC). Hệ thống này mở ra một kênh giao tiếp không dây hiệu suất cao, ít xâm lấn, kết nối trực tiếp giữa bộ não con người và các hệ thống tính toán bên ngoài. Những thông tin cốt lõi về phát minh đột phá này đã được đăng tải trên tạp chí danh tiếng Nature Electronics vào ngày 8 tháng 12 năm 2025. Dự án là thành quả hợp tác chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Đại học Columbia, Bệnh viện Presbyterian New York, Đại học Stanford và Đại học Pennsylvania.

Điểm nhấn làm nên sự khác biệt của BISC chính là con chip silicon độc đáo, đạt đến mức độ thu nhỏ đáng kinh ngạc: độ dày chỉ 50 micromet. Linh kiện linh hoạt này được thiết kế để nằm gọn trên bề mặt vỏ não, kẹp giữa hộp sọ và mô não, hoạt động tựa như một “tờ giấy thấm ẩm”. Khác biệt hoàn toàn so với các giao diện truyền thống vốn đòi hỏi các khối cấy ghép cồng kềnh, BISC tích hợp mọi chức năng cần thiết—từ việc đọc tín hiệu, xử lý dữ liệu, truyền tải không dây cho đến quản lý năng lượng—trên một vi mạch CMOS duy nhất. Giáo sư Ken Shepard từ Đại học Columbia nhận định rằng phương pháp này cho phép chuyển toàn bộ sức mạnh tính toán, vốn trước đây chiếm không gian lớn, vào một thiết bị cấy ghép, giúp các giao diện trở nên nhỏ gọn hơn, an toàn hơn và mạnh mẽ hơn bao giờ hết.

Thông số kỹ thuật của BISC cho thấy khả năng thông lượng vượt trội đối với các giao diện thần kinh. Con chip này được trang bị tới 65.536 điện cực, cung cấp 1.024 kênh ghi lại hoạt động thần kinh đồng thời và 16.384 kênh kích thích. Hệ thống này đạt tốc độ truyền dữ liệu lên đến 100 Mb/giây thông qua một trạm chuyển tiếp di động chạy bằng pin. Theo các nhà phát triển, hiệu suất này cao hơn hơn một trăm lần so với các hệ thống Giao diện Não-Máy tính (BCI) không dây hiện có. Trạm chuyển tiếp này đảm bảo kết nối không dây với máy tính bên ngoài, về cơ bản là kết nối bộ não với mạng lưới thông tin. Giáo sư Andreas Tolias từ Stanford nhấn mạnh rằng BISC biến bề mặt vỏ não thành một cổng hiệu quả để trao đổi dữ liệu hai chiều với trí tuệ nhân tạo (AI).

Tiềm năng trị liệu của BISC là vô cùng lớn, mở rộng phạm vi điều trị các tình trạng thần kinh nghiêm trọng. Các nhà phát triển tuyên bố hệ thống có khả năng kiểm soát các cơn co giật, đồng thời khôi phục chức năng vận động, ngôn ngữ và thị giác cho bệnh nhân mắc bệnh động kinh, chấn thương tủy sống, bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS), di chứng đột quỵ và mù lòa. Để đẩy nhanh quá trình ứng dụng lâm sàng, các nhà nghiên cứu đã thành lập công ty Kampto Neurotech. Tiến sĩ Nanyue Zeng, một trong những kỹ sư trưởng của dự án và là người sáng lập Kampto Neurotech, mô tả BISC là “một phương thức hoàn toàn mới để tạo ra các thiết bị BCI”, với khả năng vượt trội các công nghệ cạnh tranh theo cấp số nhân.

Việc tích hợp BISC với các phương pháp học máy tiên tiến và mạng lưới thần kinh sâu cho phép giải mã những ý định và nhận thức phức tạp của bộ não. Giáo sư Brett Youngerman, đối tác lâm sàng chính của dự án tại Columbia, nhận xét rằng sự kết hợp giữa độ phân giải ghi nhận siêu cao, hoạt động hoàn toàn không dây và các thuật toán giải mã tiên tiến đang đưa tương lai của sự tương tác liền mạch giữa não bộ và AI đến gần hơn, mang lại lợi ích to lớn cho cả nghiên cứu và điều trị. Các nghiên cứu bổ sung trong vỏ não vận động và thị giác đã xác nhận tính hiệu quả của hệ thống. Hơn nữa, việc thu nhỏ kích thước này mở đường cho các công nghệ cấy ghép trong tương lai, có khả năng tương tác với não bộ thông qua ánh sáng hoặc âm thanh, như Giáo sư Brett Pesaran từ Đại học Pennsylvania đã chỉ ra.