Gumawa ang mga Siyentipikong Tsino ng Naiuunat na mga Electrode sa Utak, Nilutas ang Mahalagang Hadlang sa Teknolohiyang Kinokontrol ng Isip

Isang Pambihirang Tagumpay sa Nature Electronics

Gumawa ang mga mananaliksik na Tsino ng isang naiuunat na microelectrode na dinamikong umaangkop sa natural na paggalaw ng utak, at nilulutas nito ang isang kritikal na teknikal na hadlang na matagal nang pumipigil sa klinikal na paggamit ng mga invasive brain-computer interface. Pinangunahan ni Fang Ying ng Chinese Institute for Brain Research Beijing ang pag-aaral, na inilathala sa journal na Nature Electronics noong Pebrero 6, 2026. Tinutugunan ng inobasyon ang isang pundamental na hamon sa neurotechnology. Bagaman nababaluktot ang mga karaniwang flexible electrode, hindi naman napahahaba ang mga ito. Dahil sa limitasyong ito, kumakalas ang mga ito sa neural tissue kapag pumipintig ang utak sa bawat tibok ng puso o nagbabago ng posisyon sa loob ng bungo. Gumagamit ang bagong disenyo ng electrode ng paikot-ikot na estruktura upang gawing hindi nakapipinsalang pagbaluktot ang puwersa ng pag-uunat, kaya nakakagalaw ang aparato kasabay ng utak sa halip na lumaban sa galaw nito. Dahil sa spiral na hugis, napahahaba at napaiikli ang electrode na parang spring, kaya nasasabayan nito ang maindayog na paggalaw ng utak nang hindi naglilipat ng mapaminsalang puwersang paggugupit sa maseselang neural tissue.

Bakit Hindi Sapat ang Pagiging Flexible

Naging paksa ng pandaigdigang atensiyon ang problema ng pagkakalas ng electrode noong 2024, nang iulat ng Neuralink ni Elon Musk na kumalas sa utak ng unang pasyenteng tao ang humigit-kumulang 85 porsiyento ng 1,024 nitong flexible electrode sa loob ng ilang linggo matapos itanim. Hindi nakapirming organ ang utak. Gumagalaw ito nang humigit-kumulang 100 micrometer sa bawat siklo ng tibok ng puso at nagbabago ng posisyon kasabay ng paghinga at paggalaw ng ulo. Bagaman nababaluktot ang mga tradisyonal na tuwid na electrode, wala silang sapat na kakayahang mekanikal na umangkop sa tuloy-tuloy na galaw na ito. Kapag nakakabit sa bungo ang isang dulo ng electrode at sa tisyu ng utak ang kabila, lumilikha ng tensiyon ang anumang pagkakaiba sa paggalaw ng mga ito. Tumutugon ang mga karaniwang disenyo sa tensiyong ito sa pamamagitan ng paghila palayo sa tissue, na nagdudulot ng pagkawala ng signal, mga reaksiyong pamamaga, at pagbuo ng tisyu ng peklat sa paligid ng implant. Isa ang hindi pagtutugmang mekanikal na ito sa pinakamahirap lutasin na hadlang sa pangmatagalang katatagan ng mga invasive BCI. Binabalutan ng nabubuong tisyu ng peklat, na tinatawag na glial scarring, ang electrode at inihihiwalay ito sa mga kalapit na neuron. Unti-unting pinabababa nito ang kalidad ng signal hanggang sa halos hindi na magamit ang aparato.

Ang Spiral na Estruktura

Kinakailangan ng solusyon na muling pag-isipan nang lubos ang hugis ng electrode. Sa halip na gumamit ng tuwid o simpleng kurbadong kawad, dinisenyo ng pangkat ang mga electrode bilang napakanipis na spiral. Nasa paraan ng pamamahala ng aparato sa mekanikal na puwersa ang pangunahing inobasyon. Kapag gumagalaw ang utak, ginagawang mababang-enerhiyang pagde-deform dahil sa pagbaluktot ng spiral na estruktura ang puwersang nag-uunat dito. Sa madaling salita, bumabaluktot at umiikot ito sa halip na kumalas. Lubhang pinabababa ng disenyong ito ang puwersang kailangan upang makasabay sa galaw. Ayon kay Fang, nangangailangan ng humigit-kumulang 4 millinewton na puwersa upang maiunat nang 100 micrometer ang isang karaniwang tuwid na electrode. 37 micronewton lamang ang kailangan ng bagong disenyong naiuunat, o humigit-kumulang isang-isandaan ng puwersang iyon. Direktang nagreresulta ang pagbawas sa mekanikal na puwersa sa mas kaunting pinsala sa tissue at mas kaunting reaksiyon ng immune system sa lugar ng implant.

Ginawa ang mga electrode mula sa napakanipis na flexible film na pinagsasama ang mabilisang pagkuha ng mga neural signal at kakayahang mekanikal na umangkop. Matagumpay na sinubukan ng pangkat ng mga mananaliksik ang isang high-density array na may 1,024 channel sa mga macaque, at naipakita nito kapwa ang malawakang pagkuha ng signal at pangmatagalang katatagan. Katumbas ng pangunahing detalye ng mga komersiyal na sistema ang ganitong kapasidad, ngunit mas mahusay ang mekanikal na pag-angkop nito sa buhay na tissue.

Mula Laboratoryo Hanggang sa mga Buhay na Pasyente

Dumating ang tagumpay sa electrode kasabay ng mas malawak na pagbilis ng pag-unlad ng mga invasive BCI sa Tsina. Noong Marso 2025, sinimulan ng Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology ng Chinese Academy of Sciences, katuwang ang Huashan Hospital na kaanib ng Fudan University, ang unang klinikal na pagsubok sa tao sa Tsina ng isang invasive BCI system. Dahil sa pagsubok, naging ikalawang bansa ang Tsina, kasunod ng Estados Unidos, na nagdala ng mga invasive brain-computer interface sa yugtong klinikal. Gumamit ang pangkat ng mga siruhano ng mga sistemang nabigasyon na may mataas na katumpakan upang ipuwesto ang mga electrode sa motor cortex nang may katumpakang milimetro, at mabawasan ang pinsala sa operasyon.

Natanggap ng unang kalahok, isang lalaking nawalan ng lahat ng apat na biyas sa isang aksidenteng kinasasangkutan ng mataas na boltahe 13 taon na ang nakalilipas, ang implant noong Marso 25, 2025. Matapos ang dalawa hanggang tatlong linggong pagsasanay, nakontrol niya ang mga elektronikong aparato gamit lamang ang isip, at mahusay siyang nakapaglaro ng mga larong pangkarera at programang pang-iskak. Nakamit naman ng ikalawang pasyente, na kinilalang si G. Zhang at nagtamo ng malubhang pinsala sa spinal cord noong 2022, ang higit na kapansin-pansing paggana. Matapos matanggap ang WRS01 wireless implant noong Hunyo 2025, natutuhan niyang kontrolin ang isang smart wheelchair, utusan ang mga asong robot, at magsagawa ng bayad na trabahong malayuan sa pagbeberipika ng mga produkto para sa mga vending machine. Siya ang unang kilalang kalahok sa pagsubok ng BCI na nagkaroon ng trabahong may bayad gamit lamang ang mga neural signal.

Mahigit tatlong taon na mula nang mangyari ang insidente, at ngayon ay sa wakas ay nakapagtrabaho na akong muli.

Ipinaliwanag ng pasyente na intern siyang taga-uri na kumokontrol ng cursor sa computer gamit ang isip. Pinoproseso ng sistema ang mga neural signal, binibigyang-kahulugan ang mga intensiyon sa paggalaw, at bumubuo ng mga utos sa loob ng sampu-sampung millisecond, mas mabilis pa sa isang kisapmata.

Lumalagong Ekosistema ng BCI sa Tsina

Mabilis ding bumibilis ang komersiyal na pag-unlad sa labas ng akademikong pananaliksik. Kamakailan ay nakalikom ang Zhiran Medical, isang kumpanyang kapwa itinatag ni Fang Ying, ng mahigit 300 milyong yuan sa Series A financing upang isulong ang klinikal na paggamit ng invasive na teknolohiya ng BCI. Nakabuo ang kumpanya ng mga ganap na naitatanim na wireless system na sumusuporta sa hanggang 1,024 channel, at gumagamit ng mga processor na kasinlaki ng barya na nagbabawas ng konsumo sa kuryente nang 75 porsiyento kumpara sa mga naunang disenyo. Nagtayo ang kompanya sa Beijing ng mga pasilidad sa pagmamanupaktura na nakasunod sa pamantayang klinikal at kayang gumawa ng mga naiuunat na electrode nang maramihan.

Pumapasok din sa merkado ang iba pang kumpanya na may mga komplementaryong pamamaraan. Nakagawa ang StairMed Technology ng mga electrode na napakalambot at may diyametrong isang-isandaan lamang ng buhok ng tao, kaya halos hindi namamalayan ng mga selula ng utak na naroroon ang mga ito. Plano ng kumpanya ang mga pagsubok sa maraming sentro na lalahukan ng 30 hanggang 40 tao, at target nitong makakuha ng pag-apruba sa merkado pagsapit ng 2028. Samantala, nagpakita ang Shanghai Brain Tiger Technology ng mga flexible electrode array na may 256 channel at bilis ng pagpapadala ng impormasyon na maihahambing sa inilathalang datos ng Neuralink.

Sinusuportahan ng pambansang patakaran ang komersiyal na aktibidad na ito. Isinama ng Tsina ang pagpapaunlad ng BCI sa mga rekomendasyon para sa paparating nitong Ika-15 Limang-Taong Plano. Noong Marso 2025, nagtakda ang National Healthcare Security Administration ng mga partikular na singil para sa pagtatanim at pagtanggal ng invasive BCI, at nilikha nito ang regulasyong kailangan para sa pagsingil sa mga serbisyong klinikal at saklaw ng insurance.

Pandaigdigang Karera sa Teknolohiya

Dahil sa pag-unlad na ito, direktang nakikipagkumpitensya ang Tsina sa mga kumpanyang Amerikano, lalo na sa Neuralink, sa karera upang gawing komersiyal ang mga aparatong kinokontrol ng isip. Bagaman may bentahe ang Estados Unidos sa integrasyon ng chip at mga produkto sa antas ng sistema, nakabuo ang Tsina ng natatanging kalakasan sa mga materyal para sa flexible electrode at mga teknikang operasyong hindi gaanong invasive. Nasa pagitan ng ikalimang bahagi at ikapitong bahagi lamang ng laki ng mga aparato ng Neuralink ang lawak ng cross-section ng mga electrode ng Tsina, at mahigit 100 ulit naman ang kanilang flexibility kumpara sa mga kalabang produkto.

Malaki ang pagkakaiba ng mga teknikal na pamamaraan. Kinakailangang tanggalin ang bahagi ng bungo para sa ganap na invasive na sistema ng Neuralink at itanim ang mga electrode array na matigas o bahagyang matigas, kaya mas mataas ang panganib sa operasyon. Binigyang-diin naman ng mga pangkat na Tsino ang mga teknikang hindi gaanong invasive na gumagamit ng maliliit na hiwa sa bungo at napakalalambot na probe. Ipinaliwanag ni Lu Junfeng, isang neurosurgeon sa Huashan Hospital, ang pagkakaiba ng mga pamamaraan ng BCI sa pamamagitan ng paghahambing sa palakasan. Para raw mga mikropono sa labas ng istadyum ang mga hindi invasive na aparato at ingay lamang ng mga manonood ang nasasagap ng mga ito. Nakasabit naman sa ibabaw ng palaruan ang mga bahagyang invasive na aparato at mas malinaw na tunog ang nakukuha ng mga ito. Direktang nakakabit sa mga manlalaro ang mga invasive na aparato, kaya naririnig ng mga ito ang bawat salita nang napakalinaw.

Nakikinabang din ang sistemang Tsino sa kalakasan ng bansa sa imprastraktura ng telekomunikasyon. Nakakamit ng sistemang WRS01 ang end-to-end latency na wala pang 100 millisecond sa pamamagitan ng mga wireless communication protocol na na-optimize, kaya natural at agarang kontrol ang nararanasan ng mga gumagamit.

Nananatili ang mga Teknikal na Hamon

Sa kabila ng mga pagsulong na ito, nananatili ang malalaking balakid bago maging karaniwang medikal na paggamot ang mga invasive BCI. Nananatiling pangunahing alalahanin ang pagiging tugma nito sa katawan sa mahabang panahon. Bagaman kaunti lamang ang reaksiyon ng immune system sa mga panandaliang pagsusuri, kailangan pa ring patuloy na obserbahan ang reaksiyon ng utak sa mga banyagang bagay sa loob ng maraming taon o dekada. Kailangan ding lutasin ng mga mananaliksik ang hamon ng pag-upgrade ng mga aparato. Di-gaya ng mga elektronikong aparatong panlabas, hindi madaling mapalitan ang mga sistemang itinanim nang hindi nagsasagawa ng panibagong operasyon.

Kaakibat ng teknikal na pag-unlad ang mga tanong hinggil sa etika at seguridad. Lumilikha ang mga invasive BCI ng direktang daanan papasok sa utak, kaya nagbubunsod ang mga ito ng mga alalahanin tungkol sa pagkapribado ng neural data at proteksiyon laban sa hindi awtorisadong pag-access. Binibigyang-diin ng mga eksperto sa etika ng medisina ang pangangailangan ng mahihigpit na pamantayan sa pagpapatunay ng identidad, pag-encrypt ng impormasyon, at pagprotekta laban sa maling paggamit ng datos ng utak. Nangangailangan din ang teknolohiya ng maingat na pagsusuring sikolohikal, dahil kailangang masanay ang mga pasyente sa mga makinang nagbibigay-kahulugan sa kanilang mga iniisip.

Sa Isang Sulyap

• Inilathala ng mga mananaliksik na Tsino sa Nature Electronics ang disenyo ng naiuunat na electrode na lumulutas sa problema ng pagkakalas na naging sanhi ng pagkabigo ng 85 porsiyento ng mga electrode sa unang pagsubok ng Neuralink sa tao
• Isang-isandaan lamang ng puwersang kailangan sa mga karaniwang disenyo ang kailangan upang maiunat ang mga electrode na hugis spiral, kaya nababawasan ang pinsala sa tissue at mga reaksiyon ng immune system
• Sinimulan ng Tsina ang unang klinikal na pagsubok nito ng invasive BCI noong Marso 2025, at naging ikalawang bansa ito matapos ang US na umabot sa yugtong ito
• Nakontrol na ng mga pasyente gamit ang isip ang mga computer, wheelchair, at asong robot, at nakabalik sa bayad na trabahong malayuan ang isang kalahok
• Isinusulong ng ilang kumpanyang Tsino, kabilang ang Zhiran Medical at StairMed, ang teknolohiya tungo sa komersiyal na pag-apruba na target makuha sa 2028
• Kasama ang teknolohiya sa paparating na Ika-15 Limang-Taong Plano ng Tsina, at nagtakda na ng mga partikular na kodigo sa pagsingil medikal para sa mga pamamaraang BCI