[發(fā)明專利]一種電子神經(jīng)元

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211615428.8
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115860076A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭慧勝;王臻
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06F3/01
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明屬于腦機接口領(lǐng)域，具體涉及一種電子神經(jīng)元，電子神經(jīng)元與腦內(nèi)神經(jīng)元形成回路；電子神經(jīng)元包括電子樹突、電子神經(jīng)細(xì)胞體與電子軸突；電子樹突與電子神經(jīng)細(xì)胞體之間以及電子神經(jīng)細(xì)胞體與電子軸突之間分別通過信號傳輸模塊傳輸信號；電子樹突為神經(jīng)電極模塊，用于收集腦內(nèi)神經(jīng)信號并向電子神經(jīng)細(xì)胞體傳輸收集的腦內(nèi)神經(jīng)信號；電子神經(jīng)細(xì)胞體為神經(jīng)信號解析模塊，用于接收來自電子樹突的腦內(nèi)神經(jīng)信號、解析接收到的神經(jīng)信號以及向電子軸突發(fā)出刺激信號；電子軸突為神經(jīng)電極模塊，用于接收來自電子神經(jīng)細(xì)胞體的刺激信號并向腦內(nèi)神經(jīng)元釋放刺激信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在腦內(nèi)植入電子神經(jīng)元的方式，輔助大腦生成新的神經(jīng)回路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于腦機接口領(lǐng)域，具體涉及一種電子神經(jīng)元。

背景技術(shù)

從地球上有動物開始到進(jìn)化到人類的成千上萬年里，學(xué)習(xí)的典型模式是生物通過感官接收外界信息，并進(jìn)行重復(fù)訓(xùn)練，才能逐漸進(jìn)行知識的記憶與積累。其原理主要為新突觸連接的生成以及腦內(nèi)新回路的產(chǎn)生，此過程十分緩慢，并且需要精力高度集中。因此即使對于人類，終其一生幾十年，學(xué)習(xí)的知識非常有限。隨著知識和信息量的爆炸式增長，低效率的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式已經(jīng)無法滿足人類的需求，嚴(yán)重限制了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

近年來，腦機接口技術(shù)在感官和認(rèn)知分析領(lǐng)域、運動功能修復(fù)領(lǐng)域等都獲得了長足的發(fā)展。該技術(shù)在記錄以及解析神經(jīng)信號方面日趨成熟。

中國專利CN201810903031.6公開了電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其參數(shù)設(shè)置方法，該電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括：突觸陣列、樹突陣列和海馬電路；樹突陣列分別與突觸陣列和海馬電路連接，突觸陣列被配置為接收并處理輸入信號組，以生成突觸輸出信號組；樹突陣列被配置為接收并處理突觸輸出信號組，以生成樹突輸出信號組；海馬電路被配置為對樹突輸出信號組進(jìn)行求和，以得到輸出信號，并根據(jù)輸出信號生成神經(jīng)元的動作電位。然而，該電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅為一類數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的架構(gòu)，不具備完整神經(jīng)元的仿生功能，如缺少神經(jīng)電極、刺激電極等與大腦構(gòu)成回路的工作單元，因此無法直接行使神經(jīng)元的功能，參與大腦的工作，從而無法實現(xiàn)知識的植入。

因而，需要提出一種新的用于腦機接口的電子器件，以提供一種全新的學(xué)習(xí)方式，提高人類的學(xué)習(xí)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題至少其一而提供一種電子神經(jīng)元，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的神經(jīng)系統(tǒng)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)難以高效傳輸信息與知識，且人腦對現(xiàn)有的神經(jīng)系統(tǒng)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在明顯的排異反應(yīng)的問題，通過在腦內(nèi)植入電子神經(jīng)元的方式，輔助大腦生成新的神經(jīng)回路，知識可通過形成的新回路在較短時間內(nèi)高效的植入大腦。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種電子神經(jīng)元，所述的電子神經(jīng)元與腦內(nèi)神經(jīng)元形成回路；

所述的電子神經(jīng)元包括電子樹突、電子神經(jīng)細(xì)胞體與電子軸突；

電子樹突與電子神經(jīng)細(xì)胞體之間以及電子神經(jīng)細(xì)胞體與電子軸突之間分別通過信號傳輸模塊傳輸信號；

所述的電子樹突為神經(jīng)電極模塊，用于收集腦內(nèi)神經(jīng)信號并向電子神經(jīng)細(xì)胞體傳輸收集的腦內(nèi)神經(jīng)信號；

所述的電子神經(jīng)細(xì)胞體為神經(jīng)信號解析模塊，用于接收來自電子樹突的腦內(nèi)神經(jīng)信號、解析接收到的神經(jīng)信號以及向電子軸突發(fā)出刺激信號；

所述的電子軸突為神經(jīng)電極模塊，用于接收來自電子神經(jīng)細(xì)胞體的刺激信號并向腦內(nèi)神經(jīng)元釋放刺激信號。

優(yōu)選地，

所述的神經(jīng)電極模塊為經(jīng)絕緣封裝的電極，所述的電極為薄片狀，薄片的厚度為2-50μm；

或，

所述的神經(jīng)電極模塊為經(jīng)絕緣封裝的電極，所述的電極為微絲狀或微絲陣列狀，微絲的直徑為5-150μm。