近日，美國西北大學(xué)（Northwestern University）的科研團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域取得新成果。
圖片來源：Nature Neuroscience
科學(xué)家們開發(fā)出一種基于Micro LED陣列技術(shù)的微型設(shè)備，能夠利用光線繞過生物體自然的感官路徑，直接向大腦發(fā)送信號(hào)。相關(guān)研究成果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然·神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）上。
圖片來源：Nature Neuroscience
研究團(tuán)隊(duì)介紹，這個(gè)柔軟、靈活的微型設(shè)備與傳統(tǒng)的腦機(jī)接口不同，其無需深入腦組織內(nèi)部，而是植入在頭皮之下、頭骨之上，通過一種非侵入式的方式，設(shè)備發(fā)出的精確光脈沖能夠穿透骨骼，激活大腦皮層中特定的神經(jīng)元群。
設(shè)備僅有郵票般大小，集成了64個(gè)Micro LED。通過實(shí)時(shí)控制每個(gè)LED的強(qiáng)度、頻率和時(shí)序，研究人員可以生成近乎無數(shù)的刺激圖案，從而模擬真實(shí)感官體驗(yàn)時(shí)，大腦皮層分布式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，而非僅僅激活局部神經(jīng)元。
在技術(shù)實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員將設(shè)備應(yīng)用在經(jīng)過基因改造、對(duì)光敏感的老鼠身上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在沒有觸覺、視覺或聽覺參與的情況下，老鼠也能迅速學(xué)會(huì)解讀這些光信號(hào)，將其視為有意義的指令，并據(jù)此做出決策，成功完成一系列復(fù)雜的行為任務(wù)。
研究團(tuán)隊(duì)表示，未來這項(xiàng)新技術(shù)能夠應(yīng)用在假肢感覺反饋、疼痛調(diào)控、神經(jīng)康復(fù)、腦控機(jī)器人肢體等醫(yī)療場景當(dāng)中。
Micro LED不止于顯示領(lǐng)域，醫(yī)療、光通訊、傳感等領(lǐng)域潛力十足
Micro LED常被認(rèn)為是繼OLED之后的下一代終極顯示技術(shù)，用于制造電視、智能手表或AR眼鏡屏幕。然而，美國西北大學(xué)的最新研究表明，Micro LED具有超小尺寸與高集成度、納秒級(jí)響應(yīng)速度、優(yōu)異穩(wěn)定性與壽命、光波長可調(diào)等特性使其在非顯示領(lǐng)域，尤其是生物醫(yī)療、光通訊和傳感領(lǐng)域，同樣擁有巨大的應(yīng)用潛力。
其中，在生物醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，全球?qū)W術(shù)圈一直在應(yīng)用Micro LED技術(shù)進(jìn)行多種醫(yī)療研究。
例如，韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）曾開發(fā)一種由柔性Micro LED陣列組成的可穿戴貼片，通過紅光Micro LED照射刺激毛囊細(xì)胞，從而促進(jìn)毛發(fā)顯著再生；
德國哥廷根大學(xué)與弗萊堡大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)曾開發(fā)基于Micro LED技術(shù)的光學(xué)人工耳蝸。相比傳統(tǒng)的電刺激人工耳蝸，光刺激可以更聚焦地激活耳蝸內(nèi)的特定聽覺神經(jīng)，從而顯著提高聽障人士對(duì)聲音頻率的分辨率；
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的科研人員則利用柔性Micro LED植入物直接貼合在脊髓受損部位。通過精準(zhǔn)的電光刺激，激活特定的神經(jīng)回路，幫助癱瘓的老鼠重新恢復(fù)行走能力，為人類脊髓損傷治療提供了新思路；
此外，韓國延世大學(xué)、中國科學(xué)院長春光機(jī)所、華盛頓大學(xué)也曾將Micro LED技術(shù)應(yīng)用在加速傷口愈合、體內(nèi)藥物監(jiān)測(cè)、血氧和血流監(jiān)測(cè)等方面。
在光通信領(lǐng)域，Micro LED發(fā)展更是日益快速提升，被看作Micro LED未來非顯示應(yīng)用的重點(diǎn)。
TrendForce《2025 Micro LED顯示與非顯示應(yīng)用市場分析》研究報(bào)告分析顯示，隨著數(shù)據(jù)中心需求增加，Micro LED作為光互連光源，因具有低功耗、更高的數(shù)據(jù)傳輸密度、更佳的溫度穩(wěn)定性，未來有機(jī)會(huì)獲得資源推動(dòng)技術(shù)進(jìn)展，并帶動(dòng)芯片需求。
就在近日，高速連接企業(yè)默升科技就表明，看好基于Micro LED的有源LED線纜（ALC）在服務(wù)器中心領(lǐng)域的發(fā)展，并已向客戶提供樣品，計(jì)劃在2027年量產(chǎn)相關(guān)技術(shù)。
在學(xué)術(shù)界，國內(nèi)外也在持續(xù)研究Micro LED的光通信能力，研究方向包括Li-Fi太陽能接收、室內(nèi)厘米級(jí)的信號(hào)定位、水下無人機(jī)群通信等等。
除此之外，在傳感探測(cè)與工業(yè)領(lǐng)域，Micro LED技術(shù)也可用于結(jié)構(gòu)光3D面部識(shí)別、顯微鏡結(jié)構(gòu)光照明、工業(yè)無損探傷、無掩模光刻、高精度3D打印引擎等。
小結(jié)
Micro LED技術(shù)的出現(xiàn)，讓LED技術(shù)應(yīng)用不再僅集中在顯示與照明領(lǐng)域，更多豐富領(lǐng)域正等待LED行業(yè)進(jìn)一步探索。以上新興應(yīng)用或許能讓更多LED企業(yè)獲得啟發(fā)，去到更多未知領(lǐng)域中尋求Micro LED技術(shù)的落腳點(diǎn)，挖掘尚未未發(fā)現(xiàn)的藍(lán)海市場。（文：LEDinside Irving） |
