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知识分享官

Search: #脑电研究

  1. 脑机接口新突破：用意念同时操控自然肢体与机械臂

    脑机接口（BCI）旨在通过直接神经控制扩展人类运动能力，但一个关键挑战是如何在不干扰自然肢体运动的情况下，同时整合额外机械臂的指令。传统方法常导致自然运动受影响，而新研究提出了一种创新方案。

    研究团队开发了一种“触觉编码BCI”，利用感觉传入通路，通过触觉引发的P300事件相关电位（ERP）范式来解码额外运动意图。在多日实验中，受试者经过训练后，系统能实时可靠地解码四个额外自由度，且在双任务（同时使用BCI和自然运动）条件下，自然运动并未受到显著影响，性能与单任务时相当。

    这项研究证明了通过刺激感觉神经通路实现运动增强的可行性，为未来辅助肢体瘫痪或增强能力提供了新思路。不过，目前研究仍基于小样本，且实际应用中可能面临长期稳定性、个体差异等挑战，未来需要更大规模和更长期的实验验证。

    章鱼博士：这个我擅长🤪


    来源：Nature communications

    #脑机接口 #运动控制 #机械臂 #神经工程 #感觉传入

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  2. 新型神经接口可适应大脑褶皱，实现三维无创覆盖

    大脑的复杂褶皱结构（如大脑皮层的沟回）是传统神经接口的“盲区”，因为刚性设备难以贴合这些弯曲表面，导致无法全面采集神经信号。研究人员开发了一种名为 sFlex-Fold 的新型神经接口，旨在解决这一难题。

    sFlex-Fold 的核心是利用液态金属合金（LM-alloy）的相变特性。当温度达到36.2°C（接近人体体温）时，合金从固态变为液态，使设备模量降低三个数量级，实现从刚性到柔性的切换。这种合金可被精确图案化（分辨率约10微米），覆盖面积超过80平方厘米，能适应大脑的复杂三维结构。研究团队在鼠类和猪类模型中验证了其有效性，实现了对褶皱区域的无损神经信号采集。

    这项技术为脑机接口和神经科学研究提供了新可能，可能帮助更全面地理解大脑功能或开发更精准的神经调控疗法。不过，目前仍需在灵长类动物甚至人类中进一步验证其长期安全性和有效性，研究仍处于早期阶段。

    终于能“摸”到大脑的褶皱了！🧠


    来源：Science advances

    #神经接口 #液态金属 #脑机接口 #柔性电子 #大脑研究

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  3. 脑机接口新突破：非侵入式解码脑中打字，或助失语者“开口”

    对于无法说话或移动的病人，植入式神经假体虽能恢复沟通，但手术风险较高。现在，科学家们开发出一种非侵入式方法，通过脑电或脑磁图（MEG）解码大脑中打出的句子，为患者提供新的沟通途径。

    研究团队在35名健康志愿者身上测试了新模型“Brain2Qwerty”，它通过深度学习架构解析脑活动。结果显示，脑磁图（MEG）的解码准确率显著高于脑电图（EEG），平均字符错误率29% vs 65%，最佳参与者错误率仅18%，且能完美解码训练集外的句子。

    这一成果大幅缩小了侵入式与非侵入式脑机接口的差距，为开发更安全、更易推广的设备铺平道路。不过，研究仍需在更大样本和不同人群中进行验证，以评估其在实际临床场景中的效果。

    失语者终于能脑内打字了，29%错率，比手写还费劲，但终于不用手术插脑啦😂


    来源：Nature neuroscience

    #脑机接口 #非侵入式 #脑磁图 #语言解码 #神经科学

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  4. 咖啡因如何悄悄改变你的睡眠脑电波？一项系统综述揭示其作用机制

    我们每天喝的咖啡因，除了让你白天精神抖擞，其实也在悄悄影响你的睡眠。虽然它以提神醒脑著称，但一项系统综述发现，咖啡因通过拮抗腺苷受体，不仅会干扰睡眠结构，更会改变睡眠时的大脑电活动模式。

    这项纳入32项研究的综述表明，咖啡因最显著的效果是抑制NREM睡眠中的慢波活动（如delta波），导致睡眠变浅。同时，它会增加sigma纺锤波和beta波等快波活动，使睡眠更像清醒状态。这些效应在夜间早期和恢复睡眠后尤为明显，甚至可能削弱睡眠压力的恢复。此外，咖啡因对REM睡眠的影响较复杂，部分研究显示其延迟REM睡眠出现。研究强调，睡眠EEG比传统睡眠分期更敏感，能捕捉到咖啡因对睡眠的生理干扰。

    这意味着即使你感觉睡眠时间足够，大脑可能仍在经历深度睡眠的减少。不过，研究也指出，剂量、使用习惯、年龄等因素会放大或减弱这种效果，未来需要更多研究来明确这些变化的实际影响。

    看来咖啡因不仅让你白天清醒，还偷偷把你的深度睡眠偷走了🤯


    来源：Nutrients

    #咖啡因 #睡眠质量 #脑电图 #神经科学 #睡眠调节

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  5. 原来大脑会“跟着肚子动”：研究发现腹部收缩能直接推动大脑位移

    我们通常以为，大脑被坚硬的颅骨严密包裹，几乎不受身体其他部位影响。但在日常活动中，比如走路、用力或屏气时，身体内部其实会产生复杂的机械变化。那么，这些变化真的和大脑毫无关系吗？一项发表在《Nature Neuroscience》的最新研究，给出了一个颇具颠覆性的答案。

    研究人员在清醒、头部固定的小鼠中，利用高速双光子显微镜，实时观察大脑相对于颅骨的微小运动。他们发现，大脑在活动时会发生约微米级的位移，而且这种位移与行走密切相关，却几乎不受呼吸或心跳影响。更关键的是，通过同步记录腹部肌肉的肌电信号，研究发现：大脑的移动往往发生在行走之前，与腹部肌肉的提前收缩高度同步。进一步的解剖和成像结果显示，小鼠体内存在一套类似“液压通道”的椎旁静脉系统，可将腹腔压力变化直接传递到中枢神经系统，从而推动大脑在颅内产生位移。

    这项研究的意义在于，它首次明确提出：大脑并非在机械上与身体其他部位“隔绝”，而是与腹腔状态紧密耦合。研究团队还通过计算模型推测，这种由身体运动引发的大脑位移，可能会推动脑内液体向外流动，其方向甚至与睡眠状态下的大脑“清除废物”流动相反。不过需要强调的是，这些结论主要基于小鼠实验和模型推演，尚不能直接推广到人类。它更多是在提醒我们：身体的姿态、用力方式，可能比想象中更直接地影响着大脑的物理环境。

    原来“收腹用力”，大脑也在默默配合 🧠💪


    📖Nature Neuroscience
    🗓2026-03-18

    #大脑运动 #腹部压力 #神经科学 #脑脊液

    Via：提前退休卡皮🐟

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  6. 脑机接口实现“脑控”外骨骼行走，还能“尝”到步感

    脊髓损伤（SCI）患者常因运动神经受损而无法行走，现有脑机接口（BCI）虽能控制外骨骼，但缺乏感觉反馈，导致用户难以精准控制。一项新研究通过双向脑机接口（BDBCI），首次实现了“脑控”行走并“尝”到步感。研究招募1名癫痫患者，植入双侧大脑皮层电极，实时解码腿部运动意图并刺激感觉皮层，成功控制外骨骼行走，同时提供人工腿部感觉。解码准确率达0.92，感觉反馈验证准确率高达92.8%。

    研究通过植入式电极，同时实现运动控制与感觉反馈，为SCI患者恢复行走能力提供了新路径。该方法利用双侧大脑的传感与运动区域，比传统方法更高效，且未出现不良反应。不过，目前仅测试了1名受试者，未来需扩大样本量并开发更小型化设备。

    终于能“脑控”走路还“尝”到步感，未来可期！


    来源：Brain stimulation

    #脑机接口 #外骨骼 #脊髓损伤 #感觉反馈 #脑电信号

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  7. 印刷二维材料实现类生物神经元，柔性脑机接口再进一步

    我们一直梦想着能制造出像生物神经元那样灵活、智能的电子设备，用于脑机接口或神经形态计算。但传统人工神经元往往难以模拟生物神经元的复杂动态行为，比如尖峰放电的多样性和频率变化。现在，科学家们用一种全新的方法，通过印刷二维材料，成功制造出类生物的尖峰神经元，为柔性脑机接口带来了新希望。

    这项研究使用印刷的MoS2（二硫化钼）纳米片网络，通过热激活的导电丝形成和焦耳热效应，实现了非线性开关。这些设备可以在柔性基底上稳定工作，频率高达20kHz，循环超过10^6次。更重要的是，它们能够模拟一、二、三阶尖峰复杂性，包括积分-放电行为、潜伏期、持续放电等，甚至能刺激小鼠小脑切片中的浦肯野神经元，其尖峰波形与生理时间尺度匹配。

    这一突破为神经形态硬件和柔性脑机接口提供了可扩展的平台。然而，研究仍处于实验室阶段，未来需要验证在活体中的长期稳定性和生物相容性。不过，这无疑为未来直接将电子设备印在皮肤上，实现更自然、更灵活的脑机交互铺平了道路。

    打印技术太牛了，以后脑机接口可能直接贴在皮肤上？🤖


    来源：Nature nanotechnology

    #脑机接口 #二维材料 #神经形态计算 #柔性电子 #尖峰神经元

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  8. 柔性电极让人类大脑“说话”更清晰：科学家首次大规模记录单神经元活动

    我们的大脑是地球上最复杂的器官，由数十亿个神经元通过电信号进行交流。然而，要真正理解大脑的“语言”，传统方法往往力不从心。现在，一项突破性的技术让科学家们能更清晰地“听”到大脑在说什么。

    研究人员开发了一种名为“uFINE”的超柔性电极阵列。这种电极足够柔软，能适应大脑的复杂结构，并在手术过程中保持稳定。在11名患者身上，他们成功记录了719个独立的神经元活动，最多时能同时捕捉到135个神经元的信息。电极的柔性设计有效减少了脑部搏动对信号的影响，实现了稳定、连续的单神经元检测。

    这项研究为理解人类大脑功能提供了前所未有的视角。它不仅有助于基础神经科学研究，未来也可能为开发更精准的脑机接口、治疗神经疾病（如癫痫、帕金森病）提供新思路。不过，这项技术目前仍处于临床研究阶段，记录的神经元数量和范围仍需进一步扩大。

    柔性电极让大脑搏动都“服了”，信号更稳定了。🤖


    来源：Nature communications

    #大脑研究 #神经科学 #脑机接口 #柔性电极 #单神经元记录

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  9. 成年ADHD患者清醒时大脑“打瞌睡”？新研究揭示注意力问题的潜在机制

    很多人对注意力缺陷多动障碍（ADHD）的印象是“注意力不集中”，而研究发现，成年ADHD患者可能存在一种更隐蔽的“清醒时打瞌睡”现象。这种脑部活动异常，可能直接导致他们日常的注意力波动和疲劳感。

    研究通过脑电波（EEG）记录发现，与普通健康人相比，ADHD患者在执行注意力任务时，大脑后部区域出现了更多类似睡眠中的慢波活动。这些慢波与他们的错误率、反应速度变慢以及主观上的“走神”或“空白”感受密切相关。进一步分析显示，这种慢波活动密度能解释ADHD患者与正常人在注意力表现上的差异。

    这一发现为理解ADHD的神经机制提供了新视角，表明睡眠障碍可能通过影响清醒时的脑波模式，加剧注意力问题。不过，研究仅涉及未用药的成年患者，且样本量有限，未来需要更多研究验证这些发现，并探索针对性干预方法。

    看来ADHD患者的大脑真的在清醒时偷偷“补觉”了🤯


    来源：The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience

    #成年ADHD #清醒慢波活动 #注意力障碍 #脑电研究

    via: 热心群友

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  10. 磁刺激真的能“碰到”海马体吗？这次不只看行为，直接看脑信号

    经颅磁刺激（TMS）常被寄望于改善记忆，但一个老问题始终悬着：它到底是真的影响到了深部的海马体，还是只是在外围“敲边鼓”？这篇研究把颅内电生理和功能磁共振结合起来，试着给这个问题一个更直接的答案。

    研究者先按每个人大脑连接图，找到与海马体功能连接最强的顶叶位置，再去做磁刺激。结果显示，这种个体化靶向刺激不仅能在海马体诱发特定时间和频段的神经反应，而且连接越强，诱发反应往往越明显。重复刺激后，海马相关的 theta 节律还出现了选择性抑制，说明这不是“看起来像”，而是真的在改回路活动。

    这项工作离治疗阿尔茨海默病或记忆障碍还不是最后一步，但它补上了关键机制证据：外部刺激并非只能打到皮层表面，也可能通过网络精准调控更深层的记忆中枢。未来神经调控如果要走向个体化，这类“按连接图下手”的方案很可能是主路之一。

    以前像隔墙喊话，现在终于像是拿到了海马体的门牌号 😄

    Nature Communications
    发表日期：2026-03-08
    #神经科学 #记忆 #脑刺激 #精准医学

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  11. 给神经器官装上“智能皮肤”：新框架实现高精度电生理监测

    神经器官是研究人类大脑的“迷你模型”，但现有技术难以全面捕捉其复杂的神经活动。科学家们一直面临一个难题：如何让电极更“贴近”这些微小的脑组织，同时不破坏其结构？新的研究可能带来突破。

    研究人员开发了一种形状适配的软质三维多孔框架，通过逆建模技术，能自组装成与神经器官完美贴合的形态。这种框架几乎完全覆盖器官表面，支持高密度的电极阵列，从而实现高分辨率的空间电生理记录。它不仅能记录神经信号，还能进行程序化电刺激，甚至结合荧光成像和光遗传学技术，实现多模态研究。

    这一创新为研究人类大脑发育、疾病模型（如自闭症或脊髓损伤）提供了新工具。它允许科学家更全面地理解神经网络的功能和连接，而不仅仅是局部区域。不过，目前研究主要针对皮质和脊髓器官，未来可能需要验证其在其他类型器官中的适用性。

    神经科学家终于能“摸”到器官的神经活动了！🧠


    来源：Nature biomedical engineering

    #神经器官 #电生理学 #生物工程 #脑研究 #器官模型

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  12. 脑肿瘤压迫会直接损伤神经元？新研究揭示机械压迫的破坏机制

    脑肿瘤患者常因肿瘤生长压迫正常脑组织而出现头痛、认知障碍等症状，但肿瘤压迫如何具体损伤大脑功能，一直是个谜。一项新研究揭示了机械压迫对神经元的直接破坏机制。

    研究团队通过小鼠和人类脑组织模型发现，慢性机械压迫会诱导神经元凋亡（细胞死亡），减少突触连接（就像大脑的“电线”断裂），同时激活神经元内的HIF-1信号通路，引发应激反应。更关键的是，压迫还会刺激胶质细胞（如小胶质细胞）释放炎症因子，引发神经炎症。

    这一发现解释了肿瘤压迫导致认知下降的病理基础，为开发针对机械压迫的神经保护药物提供了新靶点。不过，研究主要基于动物模型和人类组织样本，未来仍需更多临床数据验证，且机械压迫的缓解可能需要手术或放疗等手段。

    脑肿瘤压迫就像给大脑按了重物，难怪会变笨！🤯


    来源：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

    #脑肿瘤 #机械压迫 #神经元损伤 #神经炎症 #胶质细胞

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  13. 帕金森病或与“躯体认知行动网络”异常有关，新研究揭示治疗新靶点

    帕金森病（PD）是一种常见的神经系统退行性疾病，常以运动障碍（如震颤、僵硬）和认知问题（如记忆力下降）为特征，给患者生活带来巨大挑战。近年来，科学家们发现，PD的病理可能涉及一个名为“躯体认知行动网络”（SCAN）的脑部功能网络，该网络负责协调身体运动、生理状态和行为动机。

    一项发表在《自然》杂志上的研究构建了包含863名帕金森患者的多模态临床影像数据库，通过静息态功能连接分析发现，SCAN与基底核及脑深部电刺激（DBS）靶点（如丘脑底核、苍白球）存在选择性连接，而非传统的运动执行区域。关键发现是，帕金森患者表现出SCAN与皮层下结构（如基底核）的过度连接，而有效的治疗（如DBS、经颅磁刺激TMS、聚焦超声MRgFUS和左旋多巴）能减少这种过度连接。此外，靶向SCAN而非传统效应区域，能将TMS的治疗效果提升一倍，聚焦超声的治疗效果也随靶点靠近SCAN“甜点区”而增强。该研究指出，SCAN的过度连接是帕金森病病理的核心特征，也是成功神经调控的标志。

    这意味着未来治疗可更精准地靶向SCAN节点，例如改进DBS或MRgFUS的靶点选择，或利用非侵入性方法（如TMS）刺激SCAN的皮层区域。不过，研究仍需更多长期随访数据来验证这些发现的临床转化价值，且样本中的干预措施多样性为理解不同治疗机制提供了宝贵视角。

    原来帕金森的“幕后黑手”是这么个网络，治疗得瞄准它！🧠


    来源：Nature

    #帕金森病 #躯体认知行动网络 #神经调控 #脑深部电刺激

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    （投稿：派大星）

  14. 用脑电刺激增强大脑特定连接，能让人更无私？

    我们常看到有人愿意分享资源，有人则更自私，这种利他行为的差异背后，藏着大脑的“秘密”。最近一项研究指出，通过增强大脑特定区域的连接，或许能让更多人更无私。

    研究团队发现，当人们在资源分配不均时做出利他选择，大脑前额叶（负责关注他人利益）和顶叶（负责处理决策证据）之间的伽马波段相位耦合会增强。他们用经颅交替电流刺激（tACS）这种非侵入性方法，专门增强这种额顶叶连接，结果发现受试者在资源不均情境下的利他行为显著增加。计算模型还揭示，这种脑刺激并非干扰决策，而是让人们在选择时更重视他人的需求。

    这项研究首次为利他行为的神经基础提供了直接证据，表明通过调节大脑特定连接，可能干预并提升社会中的利他行为。不过，研究目前仍处于实验室阶段，如何将这种刺激方法应用于真实社会场景，以及长期效果如何，还需要更多研究来验证。

    给大脑连个“利他线路”，从此你可能会更爱分享🤝


    来源：PLoS biology

    #利他行为 #神经科学 #脑刺激 #社会行为

    via: 热心群友

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  15. 10个月婴儿已能理解动词？脑电研究揭示早期语言能力

    婴儿如何学会理解动词？这是语言发展中的关键问题。传统观点认为，婴儿需要通过“词段划分”“事件处理”和“动词-动作映射”等技能，而研究显示这些能力可能在10个月左右开始出现。近日，一项脑电研究为这一过程提供了新证据。

    研究人员通过视频和听觉刺激，测试了10个月婴儿对动作与动词匹配的敏感度。实验中，婴儿观看日常动作视频，同时听到匹配或不匹配的动词。成人的实验结果作为对照，显示出典型的脑电“N400效应”，表明对不匹配的感知。婴儿的脑电反应虽与成人不同，但同样能区分匹配与不匹配，说明他们已能感知动作与动词的关联，尽管具体脑区反应模式存在差异。

    这一发现表明，10个月大的婴儿已具备初步的动词理解能力，反映了他们正在构建早期的语义知识。不过，研究也指出，婴儿的脑电反应与词汇量大小无关，暗示这种理解可能基于更基础的、与动作直接关联的语义联系，而非后天词汇积累。未来研究仍需进一步探索这种早期理解的深层机制。

    看来婴儿早早就开始偷偷学动作了😉


    来源：Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior

    #婴儿语言发展 #脑电研究 #动词理解 #早期认知

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  16. 经颅聚焦超声：意识感知研究的“精准利器”？

    我们一直好奇，意识感知背后的神经活动究竟是怎样的？传统方法如EEG、fMRI虽能提供线索，但刺激脑部的工具（如电或磁刺激）空间分辨率有限，难以精准定位关键区域。现在，一种名为经颅聚焦超声（tFUS）的新技术登场，它通过非侵入方式，以毫米级精度刺激大脑，甚至深部结构，为破解意识之谜带来新希望。

    tFUS的核心优势在于其高空间分辨率和安全性。它无需开颅，通过聚焦超声波穿透颅骨，精准作用于特定脑区，相比传统刺激技术，能更精细地定位并激活目标神经元。研究团队指出，这种技术为探索意识感知的神经基础提供了前所未有的实验手段，有望帮助科学家更清晰地揭示“意识”这一复杂现象的神经机制。

    这项研究为意识科学开辟了新路径，但需注意，tFUS的实验准备和监管审批较为复杂，目前仍处于探索阶段。未来若能进一步优化技术，结合更多实验数据，有望更深入地理解意识感知的神经本质，同时也有助于澄清“意识由基因决定”等常见误解——意识的形成是神经活动、环境等多种因素共同作用的结果。

    脑部“声波”探秘，意识研究又添新武器🎯


    来源：Neuroscience and biobehavioral reviews

    #经颅聚焦超声 #意识感知 #神经科学 #脑刺激技术

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  17. 电针或能通过“脑-脾”轴调节母胎免疫

    孕妇在孕期如何保持健康？一项新研究揭示，传统中医与现代医学结合的电针治疗可能通过一种全新的“脑-脾”信号通路发挥作用，为改善妊娠结局提供了新思路。

    研究发现，孕期电针刺激能激活下丘脑-迷走神经-α7nAChR-脾脏通路，从而调节脾脏巨噬细胞的活性。这一过程会减少由IL-6驱动的炎症反应，帮助维持母胎免疫平衡，进而改善围产期结局和后代神经发育。

    这项研究将“脑-脾轴”定位为预防母体免疫激活相关并发症的新靶点，并支持电针作为一种非药物干预手段的潜力。不过，相关机制仍需更多研究来验证。

    原来电针还能“脑”控脾脏，母胎免疫平衡就靠它了😮


    来源：Cell reports

    #电针 #母胎免疫 #脑脾轴 #孕期健康 #神经发育

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  18. 无线光脑机：用光直接给大脑“发指令”

    我们的大脑通过处理来自感官的信号来感知世界，但如果能直接向大脑发送信息呢？西北大学科学家开发出一种无线设备，它像“脑内无线电”一样，用光信号直接与大脑对话，绕过了身体自然的感知路径。

    该研究在《自然·神经科学》上发表，设备柔软灵活，像邮票大小，贴在颅骨表面，通过骨头向大脑皮质发射精确的光脉冲。在实验中，科学家用这种设备激活了小鼠大脑深处特定区域的神经元（这些神经元经过基因改造能响应光），小鼠很快就能识别这些光信号并完成行为任务，甚至在没有触觉、视觉或听觉参与的情况下做出决策。

    这项技术潜力巨大，可用于为假肢提供触觉反馈、开发人工感官、调节疼痛感知、辅助中风或损伤后的康复，以及用大脑控制机械臂等。它让我们更接近恢复因损伤或疾病失去的感官，同时揭示了大脑感知世界的基本原理。

    脑机接口终于不用插线了，以后打游戏直接脑内操作？


    来源：Nature Neuroscience

    #脑机接口 #光遗传学 #神经科学 #人工感知 #神经修复

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  19. "电击冷冻"技术捕捉人脑细胞瞬间通讯，助力帕金森病研究

    约翰斯·霍普金斯医学院的研究人员开发了一种"电击冷冻"技术，成功捕捉到了活体小鼠和人类脑组织中神经元之间的快速通讯过程。这种方法通过短暂电刺激激活脑组织，随后立即快速冷冻，保留了细胞结构的精确位置，以便后续电镜观察。

    研究团队在11月24日发表于《Neuron》杂志的论文中指出，这种技术使科学家能够观察到突触小泡（携带化学信息的微小结构）与细胞膜融合并释放信使分子的瞬间，以及随后的内吞过程（细胞回收和再利用小泡的过程）。在六例癫痫手术患者提供的脑组织样本中，研究人员观察到与小鼠相同的突触小泡回收机制，包括一种名为Dynamin1xA的关键蛋白质。

    这项突破为研究非遗传性帕金森病（占大多数病例）的潜在生物学机制提供了新工具。科学家希望将此技术应用于帕金森患者的脑组织样本，观察病变神经元中囊泡动力学的变化，为开发针对这种神经退行性疾病的新疗法奠定基础。

    帕金森：我的秘密被这个"冷冻技"揭穿了❄️


    来源：Neuron

    #神经科学 #帕金森病 #脑研究 #突触 #电击冷冻技术

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  20. 科学家研发出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，打破电子与生命系统间的维度鸿沟

    传统晶体管作为现代电子技术的基础，一直面临着与生物系统融合的挑战——电子设备是刚性、平面的二维结构，而生物组织则是柔软、不规则的三维形态。2025年11月20日，香港大学与剑桥大学研究团队在《Science》发表突破性研究，成功研制出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，调制厚度达毫米级别，同时具备生物组织级别的柔软度和生物相容性。

    研究团队通过创新的双网络水凝胶系统设计，将多孔次级水凝胶作为3D模板，引导初级氧化还原活性导电水凝胶的3D组装。通过相工程确保形成连续的PEDOT+相，将导电率从0.9 S/cm提升至100 S/cm；同时精确控制孔隙率在5%-90%范围内，为离子传输创造最佳条件。实验显示，这种3D水凝胶晶体管在相同1毫米厚度下，开关比达到约10^4，比参考OECT高出三个数量级，且体积电容与厚度保持线性关系直至毫米级别。

    这项研究首次实现了在毫米尺度上同时控制软物质的电子、离子和机械性能，为脑机接口、生物混合传感和神经形态计算等先进生物电子系统铺平了道路。研究团队已利用这种材料构建出3D神经形态电路，在手写数字识别任务中实现了91.93%的准确率，即使在30%应变情况下仍保持高预测精度。这一突破不仅重新定义了电子与生命融合的未来图景，也为新一代生物集成电子设备开辟了无限可能。

    以后电子设备也能和大脑"软"和谐相处了🧠💕


    来源：Science

    #水凝胶半导体 #三维晶体管 #生物电子学 #脑机接口 #材料科学突破

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