Nowe Urządzenie Oparte Na Mikro-LED Z Northwestern University Przełamuje Nowe Granice W Neurobiologii I Rozszerza Aplikacje Bez Wyświetlacza

Niedawno zespół badawczy z Northwestern University osiągnął nowy przełom w dziedzinie neuronauki, a ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature Neuroscience. Opracowali maleńkie, elastyczne urządzenie oparte na technologii matrycy Micro LED, które może omijać naturalne ścieżki sensoryczne organizmu i wysyłać sygnały bezpośrednio do mózgu. W przeciwieństwie do tradycyjnych interfejsów mózg-komputer, to urządzenie wielkości znaczka pocztowego – zintegrowane z 64 diodami Micro LED – nie musi być implantowane głęboko w tkankę mózgową; zamiast tego umieszcza się je pod skórą głowy i nad czaszką. W sposób nieinwazyjny emituje precyzyjne impulsy świetlne, które przenikają przez kości, aby aktywować określone grupy neuronów w korze mózgowej. Poprzez kontrolę w czasie rzeczywistym intensywności, częstotliwości i czasu trwania każdej diody LED, naukowcy mogą generować niemal niezliczone wzorce stymulacji, aby symulować rozproszoną aktywność sieci neuronowej kory mózgowej podczas rzeczywistych doświadczeń sensorycznych, a nie tylko aktywować lokalne neurony. W eksperymentach na zmodyfikowanych genetycznie, wrażliwych na światło myszach, gryzonie szybko nauczyły się interpretować te sygnały świetlne jako znaczące instrukcje i podejmować decyzje zgodnie z nimi, pomyślnie wykonując szereg złożonych zadań behawioralnych bez udziału dotyku, wzroku lub słuchu. Zespół badawczy stwierdził, że nowa technologia ma być w przyszłości stosowana w takich scenariuszach medycznych, jak protetyczne sprzężenie zwrotne sensoryczne, regulacja bólu, rehabilitacja neurologiczna i sterowane mózgiem kończyny robotyczne.

Długo uważana za technologię wyświetlania nowej generacji po OLED – stosowana w produkcji ekranów telewizorów, inteligentnych zegarków i okularów AR – Micro LED wykazała również ogromny potencjał zastosowania w dziedzinach niedysponujących wyświetlaczami, dzięki swoim cechom, w tym ultra-małym rozmiarom, wysokiej integracji, prędkości reakcji na poziomie nanosekund, doskonałej stabilności i żywotności oraz regulowanym długościom fal światła, co wykazały najnowsze badania Northwestern University. W dziedzinie monitorowania stanu zdrowia biomedycznego, globalna społeczność akademicka prowadzi różnorodne badania medyczne z wykorzystaniem technologii Micro LED. Na przykład Koreański Instytut Zaawansowanej Nauki i Technologii (KAIST) opracował noszony plaster złożony z elastycznych matryc Micro LED, który stymuluje komórki mieszków włosowych poprzez napromieniowanie czerwonym światłem Micro LED, aby znacząco promować regenerację włosów; wspólny zespół badawczy z Uniwersytetu w Getyndze i Uniwersytetu we Fryburgu w Niemczech opracował optyczny implant ślimakowy oparty na technologii Micro LED – w porównaniu z tradycyjnymi implantami ślimakowymi ze stymulacją elektryczną, stymulacja światłem może precyzyjniej aktywować określone nerwy słuchowe w ślimaku, tym samym znacząco poprawiając rozdzielczość częstotliwości dźwięku u osób z upośledzeniem słuchu; naukowcy z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) w Szwajcarii wykorzystali elastyczne implanty Micro LED przymocowane bezpośrednio do miejsc urazów rdzenia kręgowego i poprzez precyzyjną stymulację elektrooptyczną aktywowali określone obwody nerwowe, aby pomóc sparaliżowanym myszom odzyskać zdolność chodzenia, dostarczając nowych pomysłów na leczenie urazów rdzenia kręgowego u ludzi; ponadto Uniwersytet Yonsei w Korei Południowej, Instytut Optyki, Mechaniki Precyzyjnej i Fizyki w Changchun Chińskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytet Waszyngtoński również zastosowały technologię Micro LED w przyspieszaniu gojenia ran, monitorowaniu leków in vivo, monitorowaniu tlenu we krwi i przepływu krwi itp.

W dziedzinie komunikacji optycznej rozwój Micro LED przyspiesza i jest uważany za kluczowy punkt w jego przyszłych zastosowaniach niedysponujących wyświetlaczami. Według raportu „2025 Micro LED Display and Non-display Application Market Analysis” firmy TrendForce, wraz ze wzrostem zapotrzebowania centrów danych, Micro LED, jako optyczne źródło połączeń, ma zalety niskiego zużycia energii, wyższej gęstości transmisji danych i lepszej stabilności temperaturowej i oczekuje się, że w przyszłości uzyska wsparcie zasobowe w celu napędzania postępu technologicznego i zwiększenia popytu na chipy. Niedawno Mersen Technology, przedsiębiorstwo zajmujące się szybkim połączeniem, stwierdziło, że jest optymistyczne co do rozwoju kabli Active LED (ALC) opartych na Micro LED w dziedzinie centrów danych, dostarczyło próbki klientom i planuje masową produkcję powiązanych technologii w 2027 roku. W społeczności akademickiej w kraju i za granicą prowadzone są ciągłe badania nad możliwościami komunikacji optycznej Micro LED, a kierunki badań obejmują odbiór energii słonecznej Li-Fi, pozycjonowanie sygnału na poziomie centymetrów w pomieszczeniach, komunikację roju dronów podwodnych itp.Ponadto technologia Micro LED może być również stosowana w wykrywaniu sensorycznym i w dziedzinach przemysłowych, takich jak strukturalne rozpoznawanie twarzy 3D, oświetlenie strukturalne mikroskopu, przemysłowe badania nieniszczące, litografia bezmaskowa, precyzyjne silniki druku 3D itp.