西安交通大学近期在人工神经领域取得的重大突破,为脑机接口(BCI)技术发展注入了新动能。马伟教授团队开发的可化学调控高频人工神经,不仅解决了传统技术的核心痛点,更为产学研合作提供了技术落地的明确路径。作为西安交大长期合作伙伴的康拓医疗,凭借其在高端植入器械领域的产业化经验,有望与这一成果深度融合,加速人工神经从实验室向临床的转化,推动脑机接口技术实现跨越式发展。
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一、技术突破:可化学调控人工神经的颠覆性价值
西安交大马伟团队在《自然-电子》发表的研究成果,围绕梯度双连续结构(GIBS)的垂直有机电化学晶体管(v-OECT)展开,实现了人工神经性能的三大飞跃:
1. 高频信号处理:该器件支持高达1.5kHz的截止频率和100kHz的电导读写速度,覆盖所有已知生物神经的刷新频率范围,解决了传统硅基电路无法匹配生物信号高频特性的难题。
2. 化学调控能力:通过钙离子介导,人工神经可感知光、电、化学等多模态信号,并以超过250Hz的频率完成感知-处理-记忆一体化操作,首次实现生物神经与人工系统的化学交互。
3. 生物相容性优化:GIBS结构中生物相容性离子导体的引入,既促进细胞生长,又确保器件与神经组织的长期稳定连接,在实验中成功恢复神经受损小鼠的条件反射能力。
这一突破标志着人工神经从“电信号单向传输”向“化电融合双向调控”的升级,为脑机接口硬件开发提供了全新范式。
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二、合作基础:康拓医疗与西安交大的协同优势
康拓医疗与西安交大在植入医疗器械领域已有近20年合作历史,其PEEK颅骨修复系统与神经接口组件预置技术,恰好与此次人工神经成果形成互补:
1. 材料-器件协同创新:康拓医疗的3D打印PEEK材料已实现颅骨修复体与脑机接口电极的集成设计,若与GIBS结构v-OECT结合,可构建兼具力学支撑、信号采集与化学调控功能的植入式BCI硬件平台。
2. 临床转化能力加持:依托西安交大附属医院的临床资源,康拓医疗曾主导完成截瘫患者“意念对话”等标志性试验。新人工神经技术可进一步提升其NEO系统的信号解析精度,加速运动功能重建、癫痫预警等场景落地。
3. 标准化生产体系对接:双方共建的“陕西省骨植入和修复再生医疗器械工程研究中心”,可为GIBS-v-OECT器件提供从实验室合成到规模化量产的转化支持,缩短产品认证周期。
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三、应用前景:从神经修复到脑机接口生态构建
结合康拓医疗的产业化布局与西安交大的技术储备,人工神经的潜在应用场景将呈现多维度拓展:
1. 神经系统疾病治疗:针对嵴髓损伤、周围神经损伤等疾病,开发可植入式人工神经替代装置,通过化学信号调控实现神经通路再生。
2. 高精度脑机交互:利用GIBS-v-OECT的高频响应特性,构建可解析大脑皮层微电流信号的柔性电极阵列,推动语言解码、情绪识别等高端BCI应用。
3. 医疗AI数据闭环:将人工神经采集的多模态信号接入康拓医疗与华为合作的AI平台,训练自适应神经调控算法,实现癫痫发作预测准确率提升至95%以上。
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四、行业启示:中国脑机接口技术的领跑机遇
西安交大与康拓医疗的合作模式,凸显了“高校原始创新+企业工程转化”的生态价值:
- 技术自主化突破:GIBS-v-OECT器件性能已达国际领先水平,配合康拓医疗的PEEK材料自主供应链,可打破欧美企业在侵入式BCI硬件领域的垄断。
- 产业链垂直整合:从材料(PEEK)、器件(人工神经)到算法(医疗AI),双方合作已覆盖脑机接口核心环节,有望催生首个国产全链条BCI解决方案。
- 全球标准话语权:康拓医疗通过FDA认证的国际化经验,可助推人工神经技术参与ISO/TC 168医疗器械国际标准制定,抢占行业制高点。
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结语
西安交大人工神经的突破,与其说是单一技术的革新,不如说是中国脑机接口产业生态升级的序曲。当高校的前沿探索与企业的产业化能力深度耦合,人工神经将不再局限于实验室的精密仪器,而是成为数百万神经系统疾病患者触手可及的治疗选择。康拓医疗与西安交大的合作,正为这一愿景写下最具说服力的注脚。
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