面向神经调控的有源器件近年来受到广泛关注，是神经工程与生物电子学领域极具发展前景的重要方向。围绕闭环神经调控领域中有源器件与系统的发展现状与关键挑战，复旦大学光电研究院宋恩名团队，联合复旦大学梅永丰教授团队针对该方向的研究进展进行了系统汇总与综述，发表于《Microsystems & Nanoengineering》期刊的特刊“Bio-integrated microsystem technologies for Brain Computer Interface”。该论文围绕有源器件的信号放大机制、离子信号与电子信号的转换机制及其在闭环神经调控系统中的作用展开，系统梳理了电、光、机械、磁、热等不同模态有源神经调控器件的工作特点，随后总结了多模态有源神经接口的集成策略及模态间相互作用，讨论了其在神经记录、精准刺激、反馈调控以及临床转化中的应用潜力。
研究背景
近年来，神经调控技术因其在神经系统疾病治疗、脑功能解析和精准医学中的重要价值而受到广泛关注。相较于传统无源器件，有源器件可依托内置功能单元实现微弱神经信号的前端放大、片上处理和多模态输出，从而提升神经记录的保真度、刺激调控的精确性以及系统级反馈响应能力。作为神经工程、材料科学、电子与生物医学交叉融合的重要方向，闭环神经调控有源器件与系统的发展将持续推动神经接口技术向更高精度、更高智能化和更强临床转化能力迈进。
图文导读
图1概述了用于神经调控的主要有源器件，包括基于电学、光学、机械、磁学和热学效应的多种器件。不同类型的有源器件可在供能模块支持下，将外部电、光、声/机械、磁和热等能量形式转化为作用于神经组织的调控信号，并通过影响神经元极化与去极化过程实现神经活动调节。该图展示了有源器件在神经信号记录、能量转换和刺激调控中的基本作用，为构建集感知、处理和反馈调节于一体的闭环神经调控系统提供了器件基础。
图2展示了有源神经调控器件的主要作用模态及代表性研究，包括电学、光学、机械、磁学、热学以及多模态集成等类型。不同模态的器件可通过电场或电流、光信号、机械或超声能量、磁场响应以及局部热效应等方式与神经组织相互作用，实现神经信号记录、刺激调控或多功能集成。该图进一步说明，有源神经调控器件可根据具体应用需求选择不同能量作用路径，并通过多模态集成拓展神经接口的功能边界，为构建高性能神经调控系统提供器件基础。
图3展示了有源神经调控系统在集成设计、体内植入和功能验证方面的代表性进展。图中包括环绕式脊髓刺激器、透明电光神经接口以及基于CMOS的双向神经接口等系统，分别体现了有源器件在脊髓电刺激、同步光学观察与电生理记录、以及光遗传刺激和神经信号采集一体化方面的应用。通过将记录、刺激、光学调控和信号处理等功能集成到柔性或微型化平台中，有源神经调控系统可实现更加稳定和多维度的神经活动监测与调节。
图4展示了有源神经调控平台在闭环调控中的代表性应用，包括可降解柔性神经接口、无线双通道外周神经刺激器以及多模态闭环神经调控器件。相关系统通过柔性贴合、无线供能、生物可吸收设计以及多功能模块集成，实现了外周神经刺激、神经再生促进和动物体内反馈调控等功能，体现了有源神经调控平台在长期植入、精准干预和闭环治疗中的应用潜力。
小结
本论文以“Active Devices and Systems for Closed-Loop Neuromodulation”为题发表于《Microsystem & Nanoengineering》。复旦大学博士后王婧菲、博士后薛惠泽及黎家豪博士为论文的共同第一作者，宋恩名与梅永丰教授为论文通讯作者。复旦大学光电研究院与未来信息创新学院为第一单位。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41378-026-01357-3