Lấy cảm hứng từ sự di chuyển linh hoạt và cơ thể phân đốt của loài giun đất, điện cực này có thể tiến về phía trước, rẽ hướng và thay đổi vùng mục tiêu ghi tín hiệu trong não sau khi đã cấy ghép—một khả năng chưa từng có ở bất kỳ thiết bị cấy não nào trước đó .

Kết quả chính trong thử nghiệm trên động vật

Trong các thử nghiệm trên động vật, NeuroWorm ghi lại hoạt động thần kinh với độ rõ nét cao, duy trì ổn định và an toàn trong 18 tháng mà không hề giảm hiệu suất . Con số này vượt xa đa số các thiết bị cấy não hiện tại, vốn thường xuống cấp chỉ sau vài tháng do viêm mô hoặc hỏng vật liệu.

NeuroWorm đã được chứng minh là có thể 'di chuyển' bên trong hộp sọ của thỏ, chủ động thay đổi vị trí giám sát khi cần. Thiết bị cũng cung cấp các bản ghi điện sinh học ổn định từ cả mô não và mô cơ . Trong mô cơ của chuột, NeuroWorm cung cấp khả năng giám sát điện sinh học ổn định trong hơn 43 tuần. Sau 54 tuần cấy ghép, sự bao bọc của nguyên bào sợi (fibroblast) xung quanh sợi vẫn ở mức không đáng kể .

Công nghệ đằng sau đột phá

Điện cực được chế tạo bằng cách cuộn một thiết bị điện sinh học 2D thành một sợi micro 1D, tạo ra một cấu trúc tự bao bọc với các điểm điện cực lộ ra ngoài làm bề mặt tiếp xúc mô . Quy trình này tích hợp tới 60 kênh riêng biệt. Sự mềm mại của sợi (sử dụng nền styrene ethylene butylene styrene dày 400 nm với các dây vàng được khắc họa) đảm bảo nó phù hợp với tính chất cơ học của mô não, loại bỏ nguyên nhân gây viêm mãn tính .

Cách điều hướng: Dẫn đường bằng từ trường

Cải tiến quan trọng mang lại khả năng di chuyển là việc tích hợp một đầu từ siêu nhỏ ở đầu điện cực. Từ trường bên ngoài sau đó được sử dụng để điều khiển sợi này di chuyển trong mô não, cho phép các nhà nghiên cứu nhắm vào các tập hợp nơ-ron khác nhau mà không cần phẫu thuật bổ sung . Khả năng động này có thể mở ra các nghiên cứu dài hạn về cách hoạt động thần kinh thay đổi theo thời gian trên các vùng não khác nhau.

Ấn phẩm và nhóm nghiên cứu

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature ngày 17 tháng 9 năm 2025 bởi các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến (SIAT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Đại học Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến và Đại học Đông Hoa . Các nhà nghiên cứu chủ chốt gồm GS. Liu Zhiyuan, GS. Xu Tiantian, Phó GS. Han Fei và GS. Yan Wei .

Ý nghĩa đối với giao diện não-máy tính

NeuroWorm giải quyết hai thách thức lớn nhất đang kìm hãm sự phát triển của giao diện não-máy tính: tuổi thọ hoạt động ngắn của các điện cực cấy ghép và việc không thể ghi tín hiệu từ nhiều mục tiêu não cùng lúc nếu không cấy nhiều đầu dò cứng . Bằng cách cho phép một thiết bị cấy ghép duy nhất di chuyển động và ghi tín hiệu trong hơn một năm, NeuroWorm mở ra những khả năng mới trong nghiên cứu động lực thần kinh dài hạn và các ứng dụng BCI trong điều trị các bệnh lý thần kinh trong tương lai.

Lấy cảm hứng từ sự di chuyển linh hoạt và cơ thể phân đốt của loài giun đất, điện cực này có thể tiến về phía trước, rẽ hướng và thay đổi vùng mục tiêu ghi tín hiệu trong não sau khi đã cấy ghép—một khả năng chưa từng có ở bất kỳ thiết bị cấy não nào trước đó .

Kết quả chính trong thử nghiệm trên động vật

Trong các thử nghiệm trên động vật, NeuroWorm ghi lại hoạt động thần kinh với độ rõ nét cao, duy trì ổn định và an toàn trong 18 tháng mà không hề giảm hiệu suất . Con số này vượt xa đa số các thiết bị cấy não hiện tại, vốn thường xuống cấp chỉ sau vài tháng do viêm mô hoặc hỏng vật liệu.

NeuroWorm đã được chứng minh là có thể 'di chuyển' bên trong hộp sọ của thỏ, chủ động thay đổi vị trí giám sát khi cần. Thiết bị cũng cung cấp các bản ghi điện sinh học ổn định từ cả mô não và mô cơ . Trong mô cơ của chuột, NeuroWorm cung cấp khả năng giám sát điện sinh học ổn định trong hơn 43 tuần. Sau 54 tuần cấy ghép, sự bao bọc của nguyên bào sợi (fibroblast) xung quanh sợi vẫn ở mức không đáng kể .

Công nghệ đằng sau đột phá

Điện cực được chế tạo bằng cách cuộn một thiết bị điện sinh học 2D thành một sợi micro 1D, tạo ra một cấu trúc tự bao bọc với các điểm điện cực lộ ra ngoài làm bề mặt tiếp xúc mô . Quy trình này tích hợp tới 60 kênh riêng biệt. Sự mềm mại của sợi (sử dụng nền styrene ethylene butylene styrene dày 400 nm với các dây vàng được khắc họa) đảm bảo nó phù hợp với tính chất cơ học của mô não, loại bỏ nguyên nhân gây viêm mãn tính .

Cách điều hướng: Dẫn đường bằng từ trường

Cải tiến quan trọng mang lại khả năng di chuyển là việc tích hợp một đầu từ siêu nhỏ ở đầu điện cực. Từ trường bên ngoài sau đó được sử dụng để điều khiển sợi này di chuyển trong mô não, cho phép các nhà nghiên cứu nhắm vào các tập hợp nơ-ron khác nhau mà không cần phẫu thuật bổ sung . Khả năng động này có thể mở ra các nghiên cứu dài hạn về cách hoạt động thần kinh thay đổi theo thời gian trên các vùng não khác nhau.

Ấn phẩm và nhóm nghiên cứu

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature ngày 17 tháng 9 năm 2025 bởi các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến (SIAT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Đại học Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến và Đại học Đông Hoa . Các nhà nghiên cứu chủ chốt gồm GS. Liu Zhiyuan, GS. Xu Tiantian, Phó GS. Han Fei và GS. Yan Wei .

Ý nghĩa đối với giao diện não-máy tính

NeuroWorm giải quyết hai thách thức lớn nhất đang kìm hãm sự phát triển của giao diện não-máy tính: tuổi thọ hoạt động ngắn của các điện cực cấy ghép và việc không thể ghi tín hiệu từ nhiều mục tiêu não cùng lúc nếu không cấy nhiều đầu dò cứng . Bằng cách cho phép một thiết bị cấy ghép duy nhất di chuyển động và ghi tín hiệu trong hơn một năm, NeuroWorm mở ra những khả năng mới trong nghiên cứu động lực thần kinh dài hạn và các ứng dụng BCI trong điều trị các bệnh lý thần kinh trong tương lai.