ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

จากศิลปะพับกระดาษสู่ "ตาข่ายสมอง 3 มิติ" ช่วยรักษาผู้ป่วยโรคสมอง

22 ก.พ. 694 นาที22 ก.พ. 69

ตาข่ายสมอง 3 มิติ ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะการพับและตัดกระดาษ "คิริกามิ" (Kirigami) ของญี่ปุ่น เพื่อนำไปใช้รักษาผู้ป่วยโรคสมอง ทดแทนการฝังชิปแบบเดิม

ขนาดตัวอักษร

ตาข่ายสมอง 3 มิติ ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะการพับและตัดกระดาษ "คิริกามิ" (Kirigami) ของญี่ปุ่น เพื่อนำไปใช้รักษาผู้ป่วยโรคสมอง ทดแทนการฝังชิปแบบเดิม แต่เป็นตาข่ายที่มีความยืดหยุ่นและช่วยโอบอุ้มสมองไม่ให้บอบช้ำ

ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนพัฒนา "ตาข่ายสมอง 3 มิติ" ไมโครอิเล็กโทรดแบบยืดหยุ่นที่ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะการพับและตัดกระดาษญี่ปุ่น นวัตกรรมนี้ช่วยให้การเชื่อมต่อสมองกับคอมพิวเตอร์ให้มีความปลอดภัยและอ่อนโยนต่อเนื้อเยื่อมากขึ้น เปิดประตูสู่การรักษาโรคทางระบบประสาทที่มีประสิทธิภาพโดยลดความบอบช้ำแก่ร่างกาย

จากศิลปะพับกระดาษสู่การรักษาสมอง

งานวิจัยของกลุ่มนักวิจัยจีนนี้ ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการด้านอิเล็กทรอนิกส์ Nature Electronics โดยระบุถึงการแก้โจทย์ใหญ่ของวงการแพทย์ในปัจจุบัน นั่นคือความท้าทายในการพัฒนาอุปกรณ์เชื่อมต่อสมองที่สามารถทำงานได้ในระยะยาวโดยไม่เกิดการเคลื่อนที่หรือทำลายเนื้อเยื่อ

นวัตกรรมดังกล่าวได้หยิบยกแนวคิดมาจากศิลปะการพับและตัดกระดาษ "คิริกามิ" (Kirigami) ให้เป็นรูปทรงสามมิติที่ซับซ้อน มาประยุกต์ใช้ในการสร้างโครงข่ายอิเล็กโทรดที่มีความยืดหยุ่นและสามารถ "เคลื่อนไหวไปพร้อมกับสมอง" ได้อย่างอิสระ แตกต่างจากอุปกรณ์ฝังสมองแบบเดิมที่มีลักษณะแข็งและมักก่อให้เกิดการอักเสบกับเนื้อเยื่อ

Kirigami ศิลปะการตัดกระดาษโบราณของญี่ปุ่น Credit : newsbytesapp

แก้ปัญหาอุปกรณ์แบบฝังเคลื่อนผิดตำแหน่ง

ปัญหาหลักของการเชื่อมต่อสมอง คือการที่อิเล็กโทรดมักจะเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งเดิมเมื่อสมองมีการขยับหรือขยายตัวตามจังหวะชีพจร แต่อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ถูกออกแบบมาให้เป็นโครงข่ายตาข่ายที่สามารถคลี่ตัวและยืดหยุ่นได้เหมือนสปริง ทำให้มันสามารถ "ลอยตัว" และปรับตัวเข้ากับรูปทรงที่ซับซ้อนของเนื้อเยื่อสมองได้ตลอดเวลา

ทีมวิจัยพบว่าตาข่ายแบบคิริกามินี้ช่วยให้อุปกรณ์แนบสนิทกับผิวสมองได้ดีขึ้น ส่งผลให้การบันทึกสัญญาณประสาทมีความเสถียรและแม่นยำสูง แม้จะมีการเคลื่อนไหวของร่างกายก็ตาม

ความยืดหยุ่น นุ่มนวล ลดความบอบช้ำ

จากการทดสอบพบว่าอุปกรณ์ไมโครอิเล็กโทรดรุ่นใหม่นี้สามารถบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทได้พร้อมกันหลายร้อยเซลล์ โดยไม่ส่งผลกระทบเชิงลบต่อเนื้อเยื่อรอบข้างอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากวัสดุมีความนุ่มและเบามาก ทำให้สมองไม่มองว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมที่ต้องกำจัดทิ้ง ลดโอกาสการเกิดรอยแผลเป็นในเนื้อสมอง ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการรักษาระยะยาว นวัตกรรมนี้จึงช่วยลดการรบกวนระบบชีวภาพของร่างกายให้น้อยที่สุด

ก้าวใหม่ของอินเทอร์เฟซสมองและคอมพิวเตอร์

ในมิติของเทคโนโลยีอินเทอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interface: BCI) อุปกรณ์ชิ้นนี้ช่วยทลายข้อจำกัดเดิมที่ต้องการพื้นที่การตรวจวัดขนาดใหญ่ อุปกรณ์ตาข่ายนี้ได้รวบรวมข้อมูลสัญญาณประสาทได้กว้างและลึกขึ้น แต่ใช้พื้นที่ในการผ่าตัดติดตั้งน้อยลง ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดคือการช่วยให้ผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตหรือผู้สูญเสียการควบคุมกล้ามเนื้อสามารถสั่งการคอมพิวเตอร์หรือแขนกลให้ทำงานตามความคิดได้แม่นยำขึ้น ความเสถียรของสัญญาณที่ได้จากตาข่าย 3 มิตินี้ยังช่วยให้การประมวลผลข้อมูลของระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ทำงานได้ง่ายและรวดเร็วกว่าอุปกรณ์รุ่นก่อน ๆ

ตาข่ายสมอง 3 มิติ ได้แรงบันดาลใจจากพับและตัดกระดาษ

การนำไปรักษาผู้ป่วยโรคสมอง

ในอนาคตอันใกล้ เทคโนโลยีนี้ถูกวางตัวให้เป็นเครื่องมือหลักในการรักษาโรคสมองเสื่อม พาร์กินสัน และโรคลมชัก โดยเฉพาะในเคสที่ต้องการการวินิจฉัยตำแหน่งที่เกิดปัญหาได้อย่างจำเพาะเจาะจง ด้วยความสามารถในการพับอุปกรณ์ให้มีขนาดเล็กและใส่ผ่านท่อจิ๋วได้ ทำให้ลดความเสี่ยงในการเปิดกะโหลกเป็นวงกว้าง ช่วยให้ผู้ป่วยฟื้นตัวไวและลดค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษา

นวัตกรรมชิ้นนี้ จึงไม่ได้เป็นเพียงความสำเร็จทางวิศวกรรม แต่คือความหวังในการคืนคุณภาพชีวิตที่ดีให้แก่ผู้ป่วยทั่วโลกด้วยความอ่อนโยนของศิลปะได้อย่างแม่นยำ

ความสำเร็จในการพัฒนาตาข่ายสมอง 3 มิติจากแรงบันดาลใจของศิลปะพับกระดาษ ได้สะท้อนให้เห็นว่านวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่อาจเริ่มมาจากสิ่งใกล้ตัว การเปลี่ยนแนวคิดจากการใช้อุปกรณ์แข็งมาสู่โครงสร้างที่ยืดหยุ่นตามธรรมชาติของมนุษย์ ไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาโรคสมองที่ซับซ้อนด้วยเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังเน้นย้ำถึงความปลอดภัยของผู้ป่วยเป็นสำคัญ

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: interestingengineering, newsbytesapp, scmp
ที่มาภาพ: scmp

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) กล่าวในรายงานสภาพอากาศรายเดือนว่า ปรากฏการณ์เอลนีโญในปีนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นก่อนจะถึงจุดสูงสุดในเดือนธันวาคม และมีความแน่นอนเกือบ 100% ว่าจะอยู่จนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปีหน้า

12 ต.ค. 69|5 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

ในยุคสมัยปัจจุบันการแพทย์แบบเฉพาะจุด (Precision Medicine) กำลังจะทำให้เรื่องที่ดูไกลตัวอย่างหุ่นยนต์ซ่อมแซมร่างกายที่เราเคยเห็นในภาพยนตร์กลายเป็นความจริงขึ้นมา

12 ต.ค. 69|9 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2 “โฟกัส” อยู่ที่วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจทางสังคมอีก 2 เรื่อง 2 คน คือ “โสกราตีส” (Socrates) และ “เปาบุ้นจิ้น”

11 ต.ค. 69|1 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพวิทยาศาสตร์

Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพ

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นวิทยาศาสตร์

รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้น

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69วิทยาศาสตร์

“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69

02 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่วิทยาศาสตร์

สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่

27 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้าวิทยาศาสตร์

“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้า

23 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
นักวิทย์อัปโหลดสมองแมลงหวี่ สร้างปรากฏการณ์ครั้งใหญ่ในโลกอินเทอร์เน็ตวิทยาศาสตร์

นักวิทย์อัปโหลดสมองแมลงหวี่ สร้างปรากฏการณ์ครั้งใหญ่ในโลกอินเทอร์เน็ต

22 ก.ย. 69
อ่านต่อ →