电活动是以大脑为代表的神经信息系统产生、传输和处理信息的基础。检测活体生物神经电活动是脑科学研究、神经及精神类疾病临床研究和脑机接口应用研究的关键核心技术。植入式神经微电极作为脑机接口的核心关键器件，可植入活体动物大脑，在几乎不影响大脑正常活动的条件下记录颅脑内部单个神经元的电信号。要适应脑组织、减小血脑屏障和免疫反应干扰，实现对微弱（μV量级）神经电信号的高通量、长时程记录，传感器在环境耐受性、单位体积所含通道数、生物相容性和信噪比等特性方面均需满足极高的要求。

中国科学院半导体研究所裴为华研究员团队在一项基于体硅工艺、可用于长期神经活动记录的植入式微电极阵列研究中，在掌握立体排布的超细硅微针阵列的刻蚀、绝缘、隔离和键合等关键工艺的基础上，提出了一种高效的3D微针面阵针尖一次性精准可控暴露方法，实现了10×10微针面阵针尖的批量化去绝缘处理，微米级电极记录位点暴露的一致性达到97%，结合具备将微针“悬浮”在大脑皮层上特殊引线工艺，研制出了具备慢性植入能力的硅神经微针电极阵列芯片。动物大脑皮层植入验证实验表明，该方法制备的电极信噪比良好、信号产出率高（图 1）。这一技术为植入式脑机接口技术中皮层间长期神经记录提供了芯片式电极解决方案。

图1 硅神经微针电极阵列芯片及动物实验结果

该工作以A Local De-insulation Method and Its Application in Neural Microneedle Array为题，近日发表于《微系统与纳米工程(英文)》（Microsystems & Nanoengineering，DOI：10.1038/s41378-025-00922-6）。

该研究工作得到了国家自然科学基金项目（62071447）、国家重点研发计划（2022YFF1202303）等项目的资助。