西工大攻克脑机接口核心技术 柔性电极实现太空与临床双突破

从意念操控机械臂、神经语言翻译，到帕金森、瘫痪等神经疾病精准诊疗，植入式脑机接口正从科幻构想走向现实应用。近日，西北工业大学常洪龙、吉博文科研团队宣布，其研发的三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列取得关键突破，成功破解长期制约行业发展的脑组织损伤、信号衰减、生物相容性差等核心难题，同时完成国际首次太空环境技术验证，为脑机接口的临床转化与航天应用开辟全新路径，彰显我国在微机电系统（MEMS）领域的顶尖创新实力。

后排右四：第一作者 王炫棋；后排右五：通讯作者 吉博文

植入式脑机接口作为融合微纳制造、微电子、人工智能与脑科学的交叉前沿技术，是连接大脑神经网络与外部设备的信息“高速公路”，在神经康复、人机交互、航天医学等领域具备不可替代的战略价值。电极作为脑机接口的核心感知器件，直接决定信号采集质量与植入安全性。长期以来，传统金属电极难以适配大脑柔软曲折的生理结构，且一旦电极失灵，易引发脑组织炎症、信号失真等问题，成为制约技术落地的最大瓶颈，也是全球科研机构竞相攻坚的行业痛点。

针对这一“卡脖子”难题，西工大团队历经多年潜心攻关，创新研发出三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列。该器件采用“软底软针”一体化设计，能够高度贴合大脑皮层曲面，在零损伤的前提下实现高保真脑电信号采集。经测试验证，其信号采集精度、稳定性等关键指标较传统金属电极优化数百倍，同时具备优异的核磁兼容性，可配合超高场核磁共振设备同步使用，为临床诊疗中的多模态影像监测提供技术可能。目前，该电极已通过第三方医疗器械质量检验院认证，在生物相容性、长期植入稳定性等方面满足医用标准，为后续推进长期临床应用铺平了道路。

三维锥形碳基软性皮层脑电电极阵列示意图

除医疗临床领域外，该技术在航天工程领域实现里程碑式突破。2025年12月，这款柔性电极搭载“迪迩五号·中国科技城号”空间试验器进入太空，完成国际首次无线植入式脑机接口设备在轨离体验证。在极端太空环境下，器件持续稳定采集模拟体液环境中的脑电信号，获取噪声水平、服役稳定性等核心数据，填补了该领域国际技术空白。未来，该技术将用于解析微重力、空间辐射等特殊环境对航天员大脑神经活动的影响机制，构建航天员脑健康监测与防护体系，为我国载人航天工程长期在轨任务提供关键技术支撑。

电极阵列性能优势

西北工业大学在微机电系统领域深耕数十年，已形成国内领先、国际知名的科研创新梯队。在苑伟政、常洪龙教授的带领下，团队始终锚定国际学术前沿，聚焦国家重大战略需求，持续攻坚前沿交叉技术。依托学校在无人系统、人工智能、航空航天等领域的学科交叉优势，团队实现从基础研究、技术攻关到工程化验证的全链条创新，先后在脑机接口、柔性微传感器、航天微系统等方向取得一系列标志性成果。

依托这项重大技术突破，团队研究成果登上国际微机电系统领域顶级学术平台。在奥地利萨尔茨堡闭幕的第39届IEEE MEMS 2026国际会议上，团队提交的学术论文从全球400余篇高质量录用论文中脱颖而出，第一作者、西北工业大学2024级博士生王炫棋荣获最佳学生论文奖，并在大会现场作专题报告，向全球同行展示中国在柔性脑机接口器件领域的最新成果。

IEEE MEMS 2026现场颁奖仪式

IEEE MEMS作为MEMS领域的国际顶级会议，被誉为行业技术发展“风向标”，汇聚全球顶尖科研力量与前沿成果。此次获奖是西工大继2016年斩获中国内地首篇IEEE MEMS最佳论文奖后，时隔十年以第一单位再度摘得此项重磅荣誉。此外，团队还先后在2018年、2021年、2025年斩获会议最佳论文提名奖，2022年以第二完成单位再获最佳论文奖，获奖总数稳居全国高校首位，充分印证西工大在MEMS基础研究与应用创新领域的持续领先地位，以及在国际学术界的影响力与认可度。

从实验室技术攻关到太空极端环境验证，从医疗器械质量认证到国际学术登顶，西工大团队以十年磨剑的科研坚守，实现脑机接口核心技术的跨越式突破。未来，团队将继续聚焦临床转化与航天应用两大方向，推进器件小型化、集成化与智能化升级，加快构建从核心器件到系统集成的完整技术体系，以硬核科技成果服务人民生命健康与国家重大战略，为实现高水平科技自立自强贡献西工大力量。

（中国日报陕西记者站 编辑：秦峰 通讯员：王翠萍 吉博文）

来源：中国日报网