“神经蠕虫”研发者刘志远的故事☃️

九龙河

　　“脑机接口”这一常在科幻电影中出现的“神奇”技术，正悄然步入现实。

2025年9月，央视报导由中国科学院深圳先进技术研究院刘志远团队联合东华大学科研团队，历经5年多协同攻关，成功研发出新一代脑机接口功能电极——“神经蠕虫”。

这根仅200微米粗（约两根头发丝细）的电极，正让我国在“脑机接口”领域实现从跟跑到领跑的跨越，更给千亿级市场按下“加速键”。

一、学术启蒙与跨界探索

刘志远是中国科学院深圳先进技术研究院研究员、生物界面柔性传感实验室负责人，在柔性电子与医工交叉领域深耕十余年，以“神经蠕虫”等突破性成果闻名。

刘志远本科和硕士就读于哈尔滨工业大学电磁场理论专业于2009年毕业，但他始终保持对社会学、哲学的浓厚兴趣，因常泡图书馆研读人文社科书籍，被同学称为“半仙儿”。

刘志远这种跨学科思维在他早期科研中已初现端倪，2012年入职深圳先进院后，他在导师于喆博士指导下，从电磁场模拟转向柔性电极研究，成功制备出国内首款基于随机微纳裂纹的柔性可拉伸导电薄膜。面对修饰层破坏拉伸性的难题，他创造性提出“离散修饰法”，这一成果为后续高性能电极研发奠定基础。

2013年，刘志远凭借突出表现获评深圳先进院年度优秀员工，但此时他做出重要决定——出国深造以拓宽学术视野。

2014年，刘志远赴新加坡南洋理工大学攻读博士学位，师从陈晓东教授，系统学习材料科学与柔性电子技术。

2017年，刘志远赴斯坦福大学鲍哲南教授实验室访问研究。这段经历让他接触到国际前沿的生物电子学理念，也为后来“神经蠕虫”的动态电极设计埋下伏笔。

二、“神经蠕虫”研究的科研突破

在研究“神经蠕虫”过程中，刘志远及团队克服了许多困难。

首先，是电极通道布局难题。要在直径仅约200微米的纤维上布局数十个独立电极通道，这相当于在头发丝上雕刻出数十根长度一致、互不交叉的细线，同时还要保证纤维的柔韧性和拉伸强度。

刘志远团队开发了超薄柔性薄膜制备工艺，结合导电图案优化设计与软硬接口集成技术，最终实现了60通道电极在196微米直径纤维上的高密度集成。

其次，是电极的动态驱动难题。传统植入式电极植入后位置固定，无法动态调整，而要实现电极的动态驱动，需要在柔性电极中引入微小磁性组件，并利用外部磁场实现电极的运动控制。

刘志远团队联合徐天添团队，将磁控驱动技术用于植入式电极，通过外部磁场引导，使“神经蠕虫”能够在脑组织或肌肉等软组织中主动前行、转向，精准抵达目标区域进行动态监测。

第三，是长期植入稳定性难题。现有电极在植入过程中对组织损伤较大，植入后其与组织较大的机械性能差异会持续引发免疫排异反应，从而在电极周围形成纤维包裹层，降低电极的监测性能。

刘志远团队通过精巧的电极结构设计和卷曲技术，使“神经蠕虫”具备了柔软可拉伸的特性，减少了对组织的损伤，同时利用微创植入技术，成功实现神经纤维电极在大鼠腿部肌肉内稳定工作超过43周。

第四，是跨学科合作难题。该研究涉及多个学科领域，需要不同领域的工程技术人才协同攻关。

刘志远团队联合了东华大学严威教授团队、徐天添研究员团队等，充分发挥各团队在材料科学、磁控技术、神经工程等领域的专业优势，历经5年多的协同攻关，最终取得了成功。

该研究成果，2025年9月在国际学术期刊《自然》发表。

三、神奇的“神经蠕虫”，开启动态电极新时代

“神经蠕虫”动态电极带来了一种全新的“动态电极”范式。

先看看它的“身材”，直径仅仅200微米，差不多两根头发丝那么细，而且还特别柔软，能拉伸。这就意味着它和人体组织能“友好相处”，大大降低了身体的排异反应。

再讲讲它的“内在实力”，沿纤维长度分布着60个独立记录通道。这就好比一个超级信息采集站，能在更大范围内，高分辨率地收集神经信号，获取的信息又多又精准。

最神奇的是它的“导航技能”。科研人员在它的头部嵌入了微小磁控单元，就像给它装了一个“智能导航”。在外部高精度磁控系统和即时影像追踪技术的配合下，“神经蠕虫”能在大脑里自主调整前进方向，准确找到目标神经元。

在“神经蠕虫”出现之前，传统的电极，不管是刚性的还是柔性的，一旦植入大脑，位置就固定了。但大脑可不是一个静止的器官，呼吸、心跳，哪怕是轻微的头部运动，都会让大脑和电极之间产生微小位移，神经元自己也会有一些移动。这就导致一开始记录清晰的信号，时间一长，就会因为这些微小变化和免疫反应，变得越来越差，甚至完全消失 。

为了解决这个问题，之前的办法是多植入一些电极，扩大信号采集范围。但这样做不仅不能从根本上解决问题，还会增加对大脑的损伤风险。

“神经蠕虫”的出现，彻底打破了这种困境。它就像一条灵活的小虫子，在大脑里可不是“一动不动”的。灵感或许来源于自然界虫子的运动方式，它能在大脑组织里“行走”“蠕动”，主动寻找最佳信号采集位置。

它的磁控导航原理也不难理解，电极头部的小磁铁就像一个被远程操控的“方向盘”，外部强大又精准的磁场发生装置，就像一个无形的大手，对这个“方向盘”施加精确的力，让电极能在大脑里前后左右移动。同时，结合实时的医学成像追踪，形成一个完美的“导航闭环”，不需要二次开颅手术，就能远程控制电极在大脑里找到最合适的位置 。

从“静态”到“动态”，这不仅仅是电极功能的升级，更是思维模式的巨大转变。电极不再是被动接收信号的“沉默者”，而是能主动寻找最佳记录位点、可调控的智能设备；从“开环”到“闭环”，和成像技术的结合，让电极有了“感知 —决策—控制”的能力，实现了前所未有的操控精度。而且，当某个记录点的信号质量下降时，“神经蠕虫”可以自己移动到新的位置，大大延长了脑机接口的有效使用时间。多领域开花结果，未来应用潜力巨大。

从东北小城到深圳这个创新城市，刘志远始终保持着对未知的好奇与探索精神。他的科研之路不仅是技术突破的历程，更是“理工与人文交融、创新与实践并行”的生动写照。正如他在一次访谈中所说：“科学就像一场永无止境的对话，既要与前沿技术对话，也要与人类社会对话。”

附：刘志远经典语录

我们不做‘纸上谈兵’的科研，我们的目标就是要把技术‘写’在祖国的大地上。

集成技术不是简单的‘拼积木’，而是要产生‘1+1>2’的化学反应。

未来的竞争，是‘系统’的竞争，而不仅仅是单个‘零件’的竞争。

我们不能总是跟在别人后面‘修修补补’，要敢于做从‘0’到‘1’的探索，定义自己的赛道。

科学家要有‘顶天立地’的追求——顶天，就是追求世界一流的原始创新；立地，就是脚踏实地解决实际问题。

参考资料：《人民网》、《中国科技网》、《科学网》、《中国科学院网》、《央视网》