一种“柔软至极”的硅材料，怎样与大脑实现贴合？复旦大学研究员宋恩名重新定义植入式脑机接口的基本范式

9月2日下午，在2026Medtec同期峰会“智能前沿论坛——脑机接口”专场上，复旦大学研究员宋恩名以《硅基-碳基生命融合的植入式脑机接口》为题进行了报告。

目前，绝大多数植入式脑机接口依然依靠无源电阻式金属电极，其中应用最为普遍的犹他阵列存在三大短板：刚性有创容易引发感染、长期使用性能逐步衰退、信噪比通常不足5分贝；Neuralink采用的金电极方案同样受制于引线数量庞大、阻抗因排异反应升高而造成信号衰减等固有困难，严重影响了高质量信号解码。

宋恩名研究员的核心观点是：应当摆脱“无源金属电极”这一传统路线，把半导体集成电路（CMOS）技术进行柔性化改造，打造高集成度、高信噪比、可长期稳定的硅-脑键合界面，从而使植入式脑机接口真正能够适应未来多模态、智能化、感算一体的应用要求。

硅薄膜晶体管阵列带来信号质量的数量级跨越。

该团队将硅材料减薄到约100纳米，借助“极致减薄即可获得韧性”的物理原理，构建脑-硅柔性键合界面，并模仿八爪鱼形态，使其能够承受15%以上的应变。

该器件集成上千通道，且与CMOS工艺兼容，平均信噪比达到50—70分贝，相比传统微电极不足10分贝的水平提升了成千上万倍，采集到的信号比原始脑电更加尖锐——对照马斯克唯一一篇以第一作者发表的论文，其原始实测线比计算机拟合线更粗，而该团队的信号峰值则非常锐利。

团队已经研制出包含64000个硅晶体管、按照人脑皮层1:1比例还原的前端采集系统，关键参数呈现指数级增长。

多路复用与电容耦合从机制上解决衰减和稳定性问题。

晶体管阵列采用X/Y横纵坐标扫描方式，1024个电极只需约64条引线，引线数量减少90%以上，同时避免了Neuralink式“1024电极需要1024条引线”所带来的漏电和感染隐患；通过绝缘层接触脑组织、依赖电容耦合进行传感，从根源上绕开了金属电极因排异反应和纤维化而导致阻抗升高的缺陷。单晶硅数千赫兹的采样分辨率也解决了扫描模式下的信号延迟问题。

在实验数据方面，兔子大动物皮层脑电稳定采集一个月后依然“稳定如初”，二氧化硅封装实现了动物体内超过一年的植入且基本无衰减，并通过高温高压加速老化测试验证了长期浸泡能力。

多场耦合构建多模态感算一体器件。

硅基材料能够兼容电生理、micro-LED光遗传、温度（0.1℃精度，结合水凝胶实现创面给药闭环）、无线无电池颅内压（精度0.1mmHg，比医疗器械标准高出一个数量级，与长海医院合作）、谷氨酸化学浓度（用于定位癫痫病灶）等多种模态；针对晶体管无法反向刺激这一天然不足，采用背部穿孔技术集成刺激电极，实现癫痫“诱发—治疗—采集”的闭环调控；最新的1T+1R感算一体结构能够在0.1秒内完成在体病理信号识别和癫痫预警。

外周神经“啪啪圈”式双稳态结构能够包裹直径15微米至1毫米的神经，整个系统可降解，无需二次手术。

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