随着传感器技术的快速发展，微型化、智能化的传感器正改变着我们的生活。有一种脑洞大开的应用就是称之为脑机接口的技术（brain-computer interfaces）简称BCI。当人们遭受神经系统伤害或疾病时，有时会失去如走路、开门或拿取物品的能力。他们可以在大脑里想这件事，但很可能实施不了。BCI 技术通过可植入的传感器记录大脑中的电信号，并利用这些信号驱动计算机或假肢等外部设备。这对很多人来说是一种福音。

目前大多数的的BCI系统使用一个或两个传感器来采样多达几百个神经元，但神经科学家显然不满足，他们希望能够采样更多的神经元。

就在前不久一个研究小组已经为未来的BCI系统的新概念迈出了关键的一步——该系统采用了独立、无线的微尺度神经传感器的协调网络，每个传感器大约相当于一粒盐的大小。这些微型的传感器可以记录和刺激大脑活动。这些传感器被称为"神经颗粒"，独立记录由发射神经元发出的电脉冲，并以无线方式将信号发送到中央处理器，中央处理器负责协调和处理信号。

在8月12日发表在《自然电子》杂志上的一项研究中，研究小组展示了使用近50颗这种自主神经颗粒来记录啮齿动物的神经活动。

研究人员说，这一结果是朝着一个系统迈出的一步，该系统有朝一日能够以前所未有的细节记录大脑信号，从而对大脑如何运作产生新的见解，并为大脑或脊髓损伤患者提供新的治疗方法。

布朗工程学院教授、该研究的高级作者阿尔托•努尔米科（Arto Nurmikko）表示："以尽可能多地探寻大脑中的点是BCI领域的一大挑战。在这之前，大部分的 BCI 都是单片设备，有点像小针床。我们团队的想法是将整体分解成微小的传感器，这些传感器可以大量分布在大脑皮层上。”

研究团队称，他们大约在四年前就开始开发该系统。这项工作的挑战是双重的。首先需要缩小参与检测、放大和传输神经信号到微小硅神经粒芯片中的复杂电子元件。该团队首先在计算机上设计和模拟电子设备，并经过多次制造迭代，以开发操作芯片。

另一个挑战是开发从这些微小芯片接收信号的外部通信中心。该设备是一个大约拇指大小的小薄片，连接在头皮上。它就像一个微型的无线通信站，使用网络协议来协调来自神经颗粒的信号，每个神经颗粒都有自己的网络地址。该设备还可以无线方式向神经颗粒供电。

这项工作是一个真正的多学科融合的案例，必须汇集电磁、射频通信、电路设计、制造和神经科学方面的专业知识来设计和操作神经颗粒系统。

这项新研究的目的是证明这个系统可以记录来自活体大脑的神经信号，科学家首先在啮齿动物身上开展试验。研究小组在动物的大脑皮层上放置了48个神经颗粒，并成功地记录了与大脑活动相关的特征神经信号。

研究小组还测试了这些设备刺激大脑的能力以及记录。刺激是用微小的电脉冲完成的，这些电脉冲可以激活神经活动。研究人员希望，这项研究有一天可以恢复因疾病或受伤而丧失的大脑功能。

啮齿动物大脑的大小限制了团队目前只能使用48个神经颗粒。但数据表明，目前的配置系统可以支持多达770个终端，研究小组设想将神经颗粒扩展到数千个，这将提供更加全面和详细的大脑活动图。

这是一项具有挑战性的工作，因为该系统需要以每秒兆比特的速度同时传输无线电力和网络通讯，这必须在极其微小的硅片和微弱电力限制下完成。要使这个完整的系统成为现实，还有很多工作要做，但研究人员说，这项研究是朝着这个方向迈出的关键一步。

希望终有一天，这项研究可以真正帮助到需要帮助的人。