美國西北大學工程師打印出了一種人造神經元，它不僅能模仿大腦，還能與腦細胞“交流”。在對小鼠腦組織切片進行的測試中，這些人造神經元成功激發了真實神經元的反應，展現出前所未有的生物相容性。相關論文發表於新一期《自然·納米技術》雜誌。

這一成果意味着科學家向開發出能與神經系統直接通信的電子設備邁出了關鍵一步，在腦機接口、神經假體（如聽覺、視覺和運動植入物）等領域具有巨大潛力，也為構建更高效、更類腦的計算系統奠定了基礎。

隨着人工智能技術飛速發展，計算任務日趨複雜，數據更加密集，傳統計算機往往通過增加相同組件——將數十億晶體管封裝在僵硬的二維硅芯片上來應對。每個晶體管行為一致，且一旦製成便固化不變。而大腦的運作方式迥然不同，它依賴分布在不同區域、各司其職的多種神經元。這些柔軟的三維網絡隨着人們的學習與適應而不斷變化，連接也在持續重塑。要模擬人腦的計算方式，科學家必須開發新材料、新工藝。

為更接近生物模型，團隊藉助名為“氣溶膠噴射印刷”的特殊技術，將特製的電子墨水精準沉積在柔性聚合物基底上，打印出能更好模擬大腦結構與行為的人造神經元。這些電子墨水由充當半導體的納米級二硫化鉬薄片和充當導體的石墨烯構成。

打印出的人造神經元不像傳統設備那樣只發出簡單的一次性脈衝，而是能產生單脈衝、連續放電乃至爆發模式等複雜信號組合，與真實神經元的交流方式十分相似。通過捕捉這些多樣性信號，每個人造神經元都能編碼更多信息、執行更復雜的功能，從而有望大幅減少計算系統中所需元件的數量，顯著提升整體效率。

為檢驗人造神經元是否能與生物組織互動，團隊將其電信號施加於小鼠小腦切片。結果顯示，這些信號可靠地激發了真實神經元的活動，以類似自然信號的方式成功激活了神經迴路。