在科技日新月異的今天，生物神經修復與腦機接口技術正逐步走出實驗室，邁向實際應用。這一進展的背后，離不開人工神經技術的突破。人工神經，作為連接臨床神經修復與腦機接口的關鍵橋梁，其核心在于高效處理生物體內微弱且高頻的信號。

傳統硅基電路盡管性能卓越，但在面對神經遞質等生物化學信號時顯得力不從心，無法實現化學調控。其復雜的電路結構、硬質特性以及與柔軟神經組織連接的不穩定性，都成為制約其在人工神經領域應用的瓶頸。因此，開發一種新型人工神經材料，成為科學家們亟待解決的問題。

西安交通大學金屬材料強度全國重點實驗室的馬偉教授研究團隊，在這一領域取得了重大突破。他們設計了一種具有梯度雙連續結構（GIBS）的垂直有機電化學晶體管（v-OECT）器件，為構建高性能、生物相容性好的人工神經提供了可能。這一研究成果已在《自然-電子》期刊上發表。

GIBS結構通過在聚合物半導體垂直溝道上順序沉積離子導體，實現了電子和離子的高速傳輸，并解決了電荷與離子難以同時高效傳輸的難題。這一設計不僅提高了器件的性能，還確保了良好的電導記憶性能。上層的離子導體還具有促進細胞生長的作用，為器件提供了生物相容性的神經界面。

具有GIBS結構的v-OECT器件，在作為感受器時，能對光、電、化學等多模態信號實現高靈敏響應；作為神經元時，能通過互補反相器實現高電壓增益和高截止頻率；作為神經突觸時，則能實現高頻電導讀寫和長時間的電導記憶。這一人工神經的構建，不僅覆蓋了所有已知生物神經的刷新頻率范圍，還具有良好的生物相容性和長期植入穩定性。

實驗證明，該人工神經在植入神經功能受損的小鼠體內后，成功使其恢復了條件反射能力。這一成果在有機半導體和新興神經電子學領域具有重要意義，為腦機接口的開發和神經系統疾病的治療提供了新思路。特別是對于脊髓損傷、周圍神經損傷等疾病的修復，這一研究具有積極的推動作用。

芝加哥大學的Sihong Wang教授團隊也對這一研究給予了高度評價。他們認為，基于GIBS的突觸器件響應速度得到了顯著提升，而神經元電路則實現了更高的脈沖發放頻率。這一神經元-突觸集成系統模仿了神經沖動對突觸權重的增強，對于神經修復、腦機接口等領域的發展將產生深遠影響。