CICC 2026 脑机接口综述文章发表

近日，林秋阳博士参与撰写的关于下一代神经接口电路架构的综述文章发表于 IEEE Custom Integrated Circuits Conference（CICC）2026。

该工作题为 “Circuit Architectures for Next-Generation Neural Interfaces: Recording, Stimulation, and Closed-Loop Neuromodulation”，系统综述了面向下一代脑机接口、神经假体、神经调控与基础神经科学研究的集成电路架构与关键电路技术。

该综述围绕现代神经接口系统中的三类核心功能展开：

• 神经信号记录
• 神经刺激
• 闭环神经调控

文章指出，随着神经接口系统向更高通道数、更高集成度、更低功耗和更小面积发展，电路设计需要在噪声、功耗、面积、动态范围、输入阻抗以及刺激伪迹耐受能力之间实现更加精细的权衡。

在神经记录前端电路方面，文章重点讨论了多种面向高密度神经探针的读出架构，包括：

• 传统 模拟前端 + 时分复用 ADC 架构
• 直接数字化前端（Direct-Digitization Front-End, DDFE）
• 基于电极复用的面积压缩架构
• 面向大规模阵列的低噪声、低功耗、高动态范围读出技术

这些架构支撑了从局部场电位（LFP）、皮层脑电（ECoG）到动作电位（AP/spike）等多类神经信号的高保真采集。

在**体外 CMOS 微电极阵列（MEA）**方面，文章总结了多模态 MEA 系统的发展趋势。除高密度电生理记录外，现代 MEA 平台还逐渐集成：

• 细胞电穿孔
• 阻抗谱测量
• 高通量细胞检测
• 三维类器官与复杂神经网络接口

这些技术使 CMOS MEA 不仅能够记录神经元网络活动，还可以用于细胞形态、迁移、黏附、收缩以及非电活性细胞行为的表征。

在神经刺激与闭环神经调控方面，文章进一步分析了高压/BCD 工艺下神经刺激器的设计挑战，包括：

• 高顺应电压输出
• 双相刺激波形
• 被动与主动电荷平衡
• 植入式刺激安全性
• 多通道刺激系统的面积与功耗优化

对于闭环神经接口系统，文章强调了刺激伪迹抑制与快速恢复的重要性。闭环系统需要在刺激过程中或刺激后快速恢复神经信号记录能力，因此对前端电路的动态范围、共模干扰抑制、自动复位以及伪迹耐受能力提出了更高要求。

该综述进一步总结了近年来抗刺激伪迹神经记录前端的发展，从前馈共模抑制、反馈共模消除环路，到多通道共享共模抑制架构，展示了神经接口电路向高鲁棒性、高密度和闭环实时调控方向演进的趋势。

这项工作体现了林秋阳在以下方向上的持续积累：

• 脑机接口集成电路
• 高密度神经记录前端
• CMOS 神经探针与微电极阵列
• 神经刺激与闭环神经调控
• 低噪声、低功耗模拟与混合信号电路
• 生物医疗电子系统与智能神经接口

未来，实验室将继续围绕下一代脑机接口与生物医疗集成电路开展研究，推动神经记录、神经刺激、闭环调控和多模态生物传感系统在高集成度、高能效和智能化方向上的发展。