新型人工神經(jīng)技術(shù)突破：西安交大研發(fā)高性能腦機(jī)接口器件

　　近年來，隨著腦科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)和人工智能的迅速發(fā)展與融合，生物神經(jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口等前沿技術(shù)正逐步成為現(xiàn)實(shí)。西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馬偉教授團(tuán)隊(duì)近日取得重要進(jìn)展，設(shè)計(jì)出一種新型梯度雙連續(xù)結(jié)構(gòu)(GIBS)垂直有機(jī)電化學(xué)晶體管(v-OECT)，為高性能人工神經(jīng)的研發(fā)提供了新路徑。

　　傳統(tǒng)硅基電路盡管性能強(qiáng)大，但難以響應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)等生物化學(xué)信號(hào)，且生物相容性差，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定連接。針對(duì)這些問題，馬偉教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的 GIBS 結(jié)構(gòu)器件具備快速響應(yīng)、高放大能力和良好生物相容性，成功實(shí)現(xiàn)了感知-處理-記憶功能的一體化融合。該器件不僅能夠高效傳輸電子和離子，還能抑制上層離子導(dǎo)體對(duì)下層半導(dǎo)體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的破壞，確保了電導(dǎo)記憶性能。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于 GIBS 的突觸器件響應(yīng)速度提升了 2000 倍，神經(jīng)元電路脈沖發(fā)放頻率也顯著提高。植入實(shí)驗(yàn)表明，該人工神經(jīng)使受損小鼠恢復(fù)了條件反射能力，展示了其在神經(jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口領(lǐng)域的巨大潛力。這一突破為治療脊髓損傷、周圍神經(jīng)損傷等疾病提供了新的思路和技術(shù)手段。