中新网西安2月5日电(记者阿琳娜)想象一下，当瘫痪者用意念操控机械臂稳稳端起水杯，当失语者的思维被直接“翻译”成流畅语音，当帕金森患者的颤抖经神经调控逐渐平息……这些曾出现在科幻电影里的场景，正从银幕走向临床，而植入式脑机接口正是打开这扇未来之门的钥匙。
三维锥形碳基软性皮层脑电电极阵列示意图。西北工业大学供图植入式脑机接口是微纳制造、微电子、人工智能、脑科学等交叉领域的最前沿技术，其核心在于通过植入大脑的传感器，实时解读神经元放电信号，实现大脑与外部设备的直接交互。作为连接大脑神经网络与外部设备的信息“高速公路”，其在神经疾病诊疗与人体机能增强领域具有巨大的应用潜力。要将这条“高速公路”真正铺设进大脑，必须要有一个高性能的“收费站”来精准捕获神经信号。这个关键的枢纽就是植入式脑机接口电极。
然而，植入式脑机接口电极领域存在一个关键难题：如何平衡植入的损伤与收益，让电极在大脑表面长期稳定工作？如果电极无法稳定工作，将导致信号质量急剧下降、刺激定位失准，甚至引发组织炎症反应，导致整个系统失灵。
电极阵列性能优势。西北工业大学供图聚焦脑机接口领域这一关键难题，西北工业大学常洪龙教授、吉博文副教授团队研究出了一种能够贴合柔软曲折大脑表面的三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列，在不损伤大脑皮层的同时能够获取高保真脑电信号，成果获IEEE MEMS2026最佳论文奖。
据介绍，针对传统微创植入式皮层电极柔软度低、与脑组织接触效果差、长期植入金属易腐蚀甚至溶解失效等关键问题，该研究创新性提出一种三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列，能够贴合柔软曲折的大脑表面，在不损伤大脑皮层的同时，显著提升信号质量。动物实验结果表明，该电极采集信号更加稳定，关键性能较传统金属电极提升数百倍，能够长期安全地进行刺激调控，并可在超高场核磁共振检查中安全使用。
除此之外，该电极于2025年12月，搭载“迪迩五号·中国科技城号”空间试验器冲出地球，完成了国际上首次太空环境下的无线植入式脑机接口设备长期在轨离体验证。该电极在模拟体液环境中获取的噪声与稳定性数据，为评估电极在轨长期服役性能提供了第一手资料，未来将帮助科学家精准分析太空微重力环境对航天员大脑神经活动的影响机制，为守护航天员的“脑健康”提供重要技术支持。(完)
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