神经元传感器,是一类能够检测、记录或转导神经系统中电生理信号或神经化学信号的传感装置,在脑科学、神经工程与生物电子学交叉领域具有重要应用价值。
从广义上看,神经元传感器涵盖两大技术路线:一是面向生物神经信号检测的植入式或非植入式传感器,用于监测神经元放电、局部场电位及神经递质浓度变化;二是受生物神经系统启发的人工感觉神经元(ASNs),通过忆阻器、相变存储器(PCM)、铁电场效应晶体管(FeFET)等器件将环境模拟信号直接转换为脉冲信号。
按信号检测类型分类,神经元传感器可分为电生理传感器、神经化学传感器,前者检测神经元动作电位、局部场电位,后者检测神经递质及炎症因子、生物标志物。按物理实现方式分类,神经元传感器可分为CMOS集成柔性探针、内部离子门控有机电化学晶体管(IGTs)、多模态神经递质-电生理传感器等。
在神经科学研究与脑机接口领域,神经元传感器可实现对神经活动的长期、高精度、多模态记录。在临床医疗领域,神经元传感器在癫痫、帕金森病等神经系统疾病的监测、诊断与治疗方面可以发挥重要作用。在环境监测与公共安全领域,神经元传感器在空气质量监测、无人机巡检等场景中展现出应用潜力。
新思界
行业分析人士表示,我国神经元传感器相关研究成果不断增多。在脑机接口中,电极是连接电子设备和生物神经系统的核心界面传感器,2025年9月,中国科学院深圳先进技术研究院团队联合东华大学团队,研发出柔软可拉伸、可自由驱动的神经纤维电极——NeuroWorm(神经蠕虫),首次提出脑机接口“动态电极”新范式,研究成果发表于《自然》。
2026年1月,中国科学院半导体研究所团队开发出化学感知振荡架构“CoM架构”,基于该架构开发出受离子调制的微尺寸CoM化学感受器,该化学感受器对多种化学刺激可做出尖峰脉冲输出响应,然后利用CMOS兼容制造工艺研制出晶圆级集成的多模态仿生味觉传感系统,研究成果发表于《自然·材料》。
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