以生物神经系统卓越的灵敏度和实时处理能力为灵感,神经接口的发展正成为脑机接口技术和医疗领域的重要研究方向。然而,如何实现兼具灵敏性和低功耗的% Z 3接口设备,仍是目前的技术瓶颈。因此,开发出一种能够精准捕获并实时处理微弱生物电信号的低& z o S 0 1功耗器件系统,对提升类神经接口的信号处理精o g r D | k = o 6度、实现高效闭环神经调控具有重要意义。
近日,复旦大学周鹏/王水源团队与长征医院合作,在感D 9 B I觉神经-机器接口方面取得了重要进/ Y j 2 | s 5 q f展。相关成果以“neuromorphic pE w g g 5 qeripheral sensory-p – V f ^ F Ucomputer interface embodied by two-dimensib n 9 I W lonal ultrk * [ c x & z Gasensitive circuits”为题发表于mp | o e x * ,aterials scie9 [ f – 8nce & engineering r: reports期刊(文章链接可点击文末“S p 1 C阅读原文”获取)。
研究团队提出了一种感觉神经-机器接口(peripheral sensory-computer interface, psci)系统,其核心采用超灵敏、低功耗、原子级超薄二维晶体管阵列。该新型接口能够以高精度捕/ d ~ o = # d ~获和解码来自感觉神经的生物电信号。为提升医学诊断和治疗干预的准确性,psci实现了感知生物信号的实时高保真处理以及生物电刺激的闭环控制。psci的关键特性包括高灵敏度的多通道二维晶体管阵列,能够显著抑制生物电噪声,并以低电压运行,从而确t R g e保设N t f X $ m备在直接与身体接触时的精准性、安全性和高能效。
通D J @ – r $过与神经生理学的无缝集成,psci 实现了1个月的\ C 3 X G c b目标器u 5 ( ~ ,官功能精确监测与调控,解析出与器官再生相关的0-20hz频带及波形,进一步通过闭环电刺激实现了受损椎间盘的恢复再生。这一进展强调B V ! V 0 f了二维材料在生物电子医疗技术中的应用潜力,为个性化医疗和推进神经电生理治疗策略提供了新方案。
感觉神经-机器接口(PSCI)系统示意图
复旦大学微电子学院青年研究员王水源、教授周鹏与海军军医大学附属长征医院陈华江主任、胡博医生为共同通讯作者,王水源、博士生陈Q \ – i I J克屹、硕士生张其然为共同第一作者。本工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委、教育部创新平台、中国博士后科学基金等项目的支持。
以上就是复旦大学科研团队在二维超灵敏电路助力感觉神经-机器接口开发方面取得突破的详细内容!