Đại học Nam Khai ra mắt giao diện thần kinh thính giác mô phỏng sinh học đầu tiên trên thế giới

Theo thông tin từ Đại học Nam Khai vào ngày 13 tháng 7, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Từ Văn Đào thuộc Học viện Kỹ thuật Thông tin và Quang điện tử, Đại học Nam Khai gần đây đã chế tạo thành công giao diện thần kinh thính giác mô phỏng sinh học đầu tiên trên thế giới, mở ra một hướng đi mới cho công nghệ thay thế và phục hồi điện tử trong việc tái tạo thính giác bên cạnh các loại ốc tai điện tử truyền thống.

Nhóm nghiên cứu tại Nam Khai đã xây dựng một giao diện thần kinh thính giác nhân tạo có khả năng tích hợp sâu với hệ thần kinh của động vật có vú, hiện thực hóa một vòng lặp thần kinh thính giác nhân tạo hoàn chỉnh, bao gồm thu thập tín hiệu âm thanh, mã hóa thần kinh, xử lý ngôn ngữ tự nhiên và xuất tín hiệu điện sinh học.

Theo giới thiệu, gần 3% dân số thế giới đang phải đối mặt với tình trạng điếc tiếp nhận (sensorineural hearing loss). Các loại ốc tai điện tử truyền thống có thể thực hiện việc thu thập âm thanh và chuyển đổi tín hiệu điện, nhưng vẫn cần dựa vào dây thần kinh thính giác còn sót lại của bệnh nhân để hoàn thành "chặng cuối" của quá trình truyền tải thông tin. Một khi dây thần kinh thính giác bị mất hoặc tổn thương nghiêm trọng, ngay cả những loại ốc tai điện tử tiên tiến nhất cũng khó có thể phát huy tác dụng.

Giáo sư Từ Văn Đào cho biết: "Mục tiêu của chúng tôi không chỉ là giúp hệ thống thính giác nhân tạo có thể 'nghe thấy', mà quan trọng hơn là giúp nó thực sự học cách 'nghe hiểu', giống như dây thần kinh thính giác tự nhiên, có khả năng sàng lọc, nhận diện và xử lý âm thanh, sau đó truyền tải những thông tin có giá trị đến não bộ."

Nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên xây dựng được giao diện phục hồi thính giác mô phỏng thần kinh hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp nhiều mô-đun chức năng như thu thập tín hiệu âm thanh, mã hóa thần kinh, xử lý ngôn ngữ tự nhiên và xuất tín hiệu điện sinh học vào cùng một nền tảng. Hệ thống trước tiên mô phỏng ốc tai để cảm nhận âm thanh, sau đó học hỏi mạng lưới thần kinh não bộ để sàng lọc và phân tích âm thanh, cuối cùng chuyển đổi thông tin đã xử lý thành các xung điện mà thần kinh sinh học có thể nhận diện, thiết lập kết nối ổn định với thần kinh sống, từ đó tạo nên một vòng lặp khép kín hoàn chỉnh từ cảm nhận âm thanh, xử lý thông tin đến truyền dẫn thần kinh.

Nói một cách đơn giản, hệ thống này không chỉ giúp "nghe thấy" âm thanh mà còn có khả năng sàng lọc, phân tích và mã hóa âm thanh giống như dây thần kinh thính giác tự nhiên, giúp "dây thần kinh thính giác nhân tạo" chuyển từ trạng thái "nghe thấy" sang "nghe hiểu", đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc phục hồi thính giác từ "khôi phục cảm nhận" sang "tái tạo chức năng".

Trong các thí nghiệm trên động vật, sau khi được cấy ghép giao diện thần kinh thính giác mô phỏng sinh học do nhóm nghiên cứu phát triển, những chú thỏ bị điếc không chỉ thiết lập lại khả năng cảm nhận âm thanh mà còn có thể nhận diện các mệnh lệnh bằng giọng nói khác nhau, đồng thời hoàn thành các nhiệm vụ hành vi tương ứng như "gõ phím" hay "đá bóng", hiện thực hóa chuỗi xử lý thông tin thần kinh thính giác nhân tạo hoàn chỉnh từ "nghe thấy âm thanh" đến "hiểu ngữ nghĩa" và "thực hiện hành động". Điều này có nghĩa là hệ thống nhân tạo do nhóm phát triển không còn chỉ đơn thuần là truyền tải âm thanh mà đã sở hữu khả năng xử lý thông tin tương tự như dây thần kinh thính giác tự nhiên.

Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí *Nature Materials* với tiêu đề "An artificial neuromorphic interface for auditory restoration". IT đính kèm đường dẫn bài báo:

https://www.nature.com/articles/s41563-026-02656-w

Tuyên bố quảng cáo: Các liên kết chuyển hướng bên ngoài trong bài viết (bao gồm nhưng không giới hạn ở siêu liên kết, mã QR, mật khẩu, v.v.) được sử dụng để truyền tải thêm thông tin, tiết kiệm thời gian chọn lọc, kết quả chỉ mang tính chất tham khảo. Tất cả các bài viết của IT đều bao gồm tuyên bố này.