不止于显示,美国研发MicroLED脑机互联技术

近日,美国西北大学(Northwestern University)的科研团队在神经科学领域取得新成果。
 
 
图片来源:Nature Neuroscience
 
科学家们开发出一种基于Micro LED阵列技术的微型设备,能够利用光线绕过生物体自然的感官路径,直接向大脑发送信号。相关研究成果已发表在学术期刊《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)上。
 
 
图片来源:Nature Neuroscience
 
研究团队介绍,这个柔软、灵活的微型设备与传统的脑机接口不同,其无需深入脑组织内部,而是植入在头皮之下、头骨之上,通过一种非侵入式的方式,设备发出的精确光脉冲能够穿透骨骼,激活大脑皮层中特定的神经元群。
 
设备仅有邮票般大小,集成了64个Micro LED。通过实时控制每个LED的强度、频率和时序,研究人员可以生成近乎无数的刺激图案,从而模拟真实感官体验时,大脑皮层分布式的神经网络活动,而非仅仅激活局部神经元。
 
在技术实验过程中,研究人员将设备应用在经过基因改造、对光敏感的老鼠身上。实验结果显示,在没有触觉、视觉或听觉参与的情况下,老鼠也能迅速学会解读这些光信号,将其视为有意义的指令,并据此做出决策,成功完成一系列复杂的行为任务。
 
研究团队表示,未来这项新技术能够应用在假肢感觉反馈、疼痛调控、神经康复、脑控机器人肢体等医疗场景当中。

Micro LED不止于显示领域,医疗、光通讯、传感等领域潜力十足

Micro LED常被认为是继OLED之后的下一代终极显示技术,用于制造电视、智能手表或AR眼镜屏幕。然而,美国西北大学的最新研究表明,Micro LED具有超小尺寸与高集成度、纳秒级响应速度、优异稳定性与寿命、光波长可调等特性使其在非显示领域,尤其是生物医疗、光通讯和传感领域,同样拥有巨大的应用潜力。
 
其中,在生物医疗健康监测领域,全球学术圈一直在应用Micro LED技术进行多种医疗研究。
 
例如,韩国科学技术院(KAIST)曾开发一种由柔性Micro LED阵列组成的可穿戴贴片,通过红光Micro LED照射刺激毛囊细胞,从而促进毛发显著再生;
 
德国哥廷根大学与弗莱堡大学研究团队曾开发基于Micro LED技术的光学人工耳蜗。相比传统的电刺激人工耳蜗,光刺激可以更聚焦地激活耳蜗内的特定听觉神经,从而显著提高听障人士对声音频率的分辨率;
 
瑞士洛桑联邦理工学院的科研人员则利用柔性Micro LED植入物直接贴合在脊髓受损部位。通过精准的电光刺激,激活特定的神经回路,帮助瘫痪的老鼠重新恢复行走能力,为人类脊髓损伤治疗提供了新思路;
 
此外,韩国延世大学、中国科学院长春光机所、华盛顿大学也曾将Micro LED技术应用在加速伤口愈合、体内药物监测、血氧和血流监测等方面。
 
在光通信领域,Micro LED发展更是日益快速提升,被看作Micro LED未来非显示应用的重点。
 
TrendForce《2025 Micro LED显示与非显示应用市场分析》研究报告分析显示,随着数据中心需求增加,Micro LED作为光互连光源,因具有低功耗、更高的数据传输密度、更佳的温度稳定性,未来有机会获得资源推动技术进展,并带动芯片需求。
 
就在近日,高速连接企业默升科技就表明,看好基于Micro LED的有源LED线缆(ALC)在服务器中心领域的发展,并已向客户提供样品,计划在2027年量产相关技术。
 
在学术界,国内外也在持续研究Micro LED的光通信能力,研究方向包括Li-Fi太阳能接收、室内厘米级的信号定位、水下无人机群通信等等。
 
除此之外,在传感探测与工业领域,Micro LED技术也可用于结构光3D面部识别、显微镜结构光照明、工业无损探伤、无掩模光刻、高精度3D打印引擎等。
 
小结
 
Micro LED技术的出现,让LED技术应用不再仅集中在显示与照明领域,更多丰富领域正等待LED行业进一步探索。以上新兴应用或许能让更多LED企业获得启发,去到更多未知领域中寻求Micro LED技术的落脚点,挖掘尚未未发现的蓝海市场。(文:LEDinside Irving)
 
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