Võng mạc nhân tạo có thể giúp người mù phục hồi thị lực
Trong hơn một thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford đã nghiên cứu tạo ra võng mạc kỹ thuật số nhân tạo có thể được cấy vào mắt giúp người mù có thể tìm lại thị lực.
Võng mạc nhân tạo có một con chip máy tính rất nhỏ có nhiều điện cực kim loại. Các điện cực trước tiên ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh xung quanh chúng để tạo ra bản đồ các loại tế bào. Thông tin này sau đó được sử dụng để truyền dữ liệu trực quan từ camera đến não. Thật không may, mắt tạo ra quá nhiều dữ liệu trong quá trình ghi lại khiến các thiết bị điện tử trở nên quá nóng.
Các nhà khoa học đã nghĩ ra cách giải quyết vấn đề đó bằng cách nén lượng dữ liệu hình ảnh khổng lồ mà tất cả các tế bào thần kinh trong mắt tạo ra.
Để truyền đạt thông tin thị giác, các tế bào thần kinh trong võng mạc gửi các xung điện, được gọi là gai, đến não. Vấn đề là võng mạc kỹ thuật số cần ghi lại và giải mã các gai đó để hiểu tính chất của tế bào thần kinh, nhưng nó tạo ra rất nhiều nhiệt trong quá trình số hóa, thậm chí chỉ có vài trăm điện cực được sử dụng trong các nguyên mẫu. Võng mạc kỹ thuật số đầu tiên cần phải có hàng chục ngàn điện cực như vậy, làm cho vấn đề trở nên phức tạp hơn.
Nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách để rút ra sự hiểu biết trực quan tương tự bằng cách sử dụng ít dữ liệu hơn. Bằng cách hiểu rõ hơn những mẫu tín hiệu nào quan trọng và có thể mẫu tín hiệu nào bỏ qua, nhóm đã có thể giảm lượng dữ liệu phải xử lý.
Trước đây, số hóa và nén được thực hiện riêng lẻ, dẫn đến rất nhiều lưu trữ dữ liệu và truyền dữ liệu. Đưa kỹ thuật nén vào quá trình số hóa. Cách tiếp cận này giữ lại thông tin hữu ích nhất và dễ thực hiện hơn trong phần cứng.
Bất cứ khi nào hai hoặc nhiều điện cực trong võng mạc nhân tạo ghi lại các mẫu tín hiệu giống hệt nhau, nó được coi là một vụ va chạm, thì xóa sạch dữ liệu một cách hiệu quả. Các va chạm có thể được bỏ qua một cách an toàn.
Mặt khác, bất cứ khi nào một mẫu tín hiệu duy nhất được ghi lại bởi một điện cực, nó được coi là có giá trị cao và được lưu trữ để xử lý tiếp. Khi thử nghiệm phương pháp của họ, các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp thu thập dữ liệu hiệu quả của họ chỉ bỏ lỡ 5% tế bào, nhưng giảm 40 lần dữ liệu thu được.
Các nhà nghiên cứu tin rằng đây là bước đầu tiên trong ngày của các chip cấy ghép hoạt động hiệu quả, hoạt động tốt, không chỉ hoạt động trong mắt mà còn trong các giao diện máy não khác được gọi là thần kinh, có thể biến các xung thần kinh thành tín hiệu máy tính.
Những ứng dụng này có thể bao gồm các máy điều khiển não phục hồi chuyển động cho người bị liệt và thính lực cho người điếc, hoặc mở ra các phương pháp mới giúp hỗ trợ trí nhớ, giảm bớt bệnh tâm thần hoặc thậm chí cải thiện phương tiện tự lái.