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KIST开发脑细胞活动同时测量电光信号的芯片

罗愃惠 기자 2026-08-05 12:04
照片KIST
[照片=KIST]


一种能够提高脑-计算机接口(BCI)精度的技术被开发出来,该技术可以通过思维控制机器人手臂或刺激大脑深部来治疗痴呆症和帕金森病。这是一种能够同时识别神经细胞活动时间和细胞类型的半导体芯片。

韩国科学技术研究院(KIST)表示,由脑科学研究所的李昌赫研究员领导的研究团队首次开发出一种能够同时检测电信号和光信号的下一代BCI芯片。

为了精确诊断和治疗帕金森病、痴呆症和癫痫等脑疾病,必须同时掌握神经细胞的活动时间和细胞类型。虽然可以通过电信号确认活动时间,通过光信号区分细胞类型,但现有技术无法在同一芯片上同时读取这两种信号。

研究团队将检测电信号的电极和读取光信号的光传感器集成在同一半导体芯片上。通过在13根与头发粗细相当的硅针上布置416个电极和832个光检测像素,使得能够同时识别出哪些神经细胞在何时反应。

与仅将电极植入大脑、信号处理芯片放在大脑外的神经链接方式不同,此次芯片采用最小侵入方式植入大脑。研究团队解释称,能够在大脑内部三维布置细胞大小的传感器,从而通过光信号读取神经细胞内部的信息处理过程。

制作成本也大幅降低。研究团队结合了用于智能手机等的通用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺和基于三维打印的后处理技术,在保持性能的同时将制作成本降低至原来的百分之一。利用国内半导体代工和无厂半导体基础设施,建立了芯片生产和升级的基础,使得小型研究机构也能以相对较低的成本制作符合其目的的神经探针。

研究团队期待此次技术能够用于帕金森病、痴呆症、抑郁症等的精确诊断,以及选择性刺激特定细胞的定制电子药物和高级脑-人工智能接口的开发。

李昌赫研究员表示:“为了实现精确的BCI和脑疾病治疗,必须能够区分出哪些类型的细胞在活动。”他指出:“这为光半导体BCI这一新技术领域提供了新的视角,并为将韩国半导体产业的优势与BCI产业相结合奠定了基础。”





※ 本报道经人工智能(AI)系统翻译与编辑。

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