跨越鸿沟：人造神经元首次与活体脑细胞实现“双向对话”
发布时间：
2026-04-20
在人工智能算力告急、摩尔定律逼近物理极限的当下，美国西北大学工程师团队带来了一项颠覆性突破：他们利用特殊打印技术制造出的人造神经元，不仅能模拟大脑复杂的放电模式，更成功与小鼠脑组织切片中的真实神经元实现了“跨物种”交流。这项发表于《自然·纳米技术》的重磅研究，为人脑与机器的高效融合打开了全新的大门。
超越硅芯片：打造“类脑”计算新范式
传统计算机依赖僵硬的二维硅芯片，数十亿个行为一致的晶体管并行工作，虽强大却僵化。相比之下，人脑由分布在三维空间中的多种柔软神经元构成，其连接随学习不断重塑。为了模拟这种高效且自适应的大脑计算方式，西北大学团队摒弃了传统光刻工艺，转而采用名为“气溶胶喷射印刷”的前沿技术。
利用这种技术，研究人员将特制的电子墨水精准沉积在柔性聚合物基底上。这种墨水由充当半导体的纳米级二硫化钼薄片和充当导体的石墨烯构成，完美复刻了生物神经元的柔软三维特性。
不仅仅是脉冲：发出“神经语言”
此前的人造神经元往往只能发出简单的一次性脉冲，而此次打印出的神经元能生成单脉冲、连续放电乃至爆发模式等复杂信号组合。这种多样性使得单个人造神经元就能编码更多信息，执行更复杂的功能，有望大幅减少计算系统中所需元件的数量，显著提升整体能效。
关键一步：激活真实脑组织
验证其有效性的关键在于能否与生物组织互动。在实验中，团队将人造神经元产生的电信号施加于小鼠小脑切片上。结果显示，这些信号成功激发了真实神经元的活动，并以类似自然信号的方式激活了神经回路。这表明，这种新型人造神经元具有前所未有的生物相容性。
该成果不仅在脑机接口、神经假体（如听觉、视觉和运动植入物）领域潜力巨大，更为构建下一代高效、类脑的计算系统奠定了坚实的硬件基础。
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