《Cyborg and Bionic Systems》：Intracortical Microstimulation in Brain–Computer Interfaces: Evoking Perception and Plasticity
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皮层内微刺激（ICMS）是通过植入皮层的微电极激活特定神经元群体的技术，已成为侵入性脑机接口（BCIs）的关键技术。本文综述了ICMS在BCI领域的技术基础和功能应用，强调了其在感知构建和靶向神经调节方面的多种能力，同时重点阐述了影响其长期使用的界面和参数约束
皮层内微刺激（ICMS）是通过植入皮层的微电极激活特定神经元群体的技术，已成为侵入性脑机接口（BCIs）的关键技术。本文综述了ICMS在BCI领域的技术基础和功能应用，强调了其在感知构建和靶向神经调节方面的多种能力，同时重点阐述了影响其长期使用的界面和参数约束。在技术层面，研究人员分析了ICMS微电极界面从刚性阵列向灵活、仿生和生物混合策略的演变，以及与神经募集和应用安全性相关的关键脉冲串参数。在功能层面，研究人员讨论了仿生和时空模式化ICMS如何产生高分辨率的人工触觉和视觉感知，以及ICMS如何作为可学习的信息渠道来引导行为。研究人员进一步将时间条件性和闭环ICMS视为基于可塑性的方法，用于在选定的实验模型中调节皮层功能连接性和病理网络活动，同时指出与稳定性、可扩展性、安全性和患者变异性相关的转化挑战。最后，研究人员将讨论扩展到新型生物混合神经界面，包括细胞接种界面修饰、轴突引导策略以及干细胞和脑类器官整合平台，这些为BCIs中下一代生物整合神经调节技术提供了理论参考。总之，本综述沿两条主线评估了BCIs中的ICMS：诱发人工感知和参与基于可塑性的调节，同时强调长期转化将需要在界面可靠性、刺激编码、闭环校准、安全评估和生物混合整合方面取得协调进展。
**技术基础：微电极界面与ICMS参数**
**微电极界面**
刚性电极：目前ICMS研究主要采用金属微丝或硅基电极。金属微丝由铂、铱等材料制成，设计简单但涂层兼容性和耐久性有限；硅基微电极包括Michigan探针和Utah阵列，可实现多触点整合，但高杨氏模量与脑组织不匹配，易引发微运动损伤和异物反应（FBR），形成胶质瘢痕包裹，影响长期稳定记录和刺激。尽管有超柔韧互连和生物活性表面修饰等补偿策略，仍无法完全消除机械失配。
柔性电极：为降低机械失配，柔性电极采用聚合物基底（如PDMS、Parylene C等），其杨氏模量接近脑组织，可减轻神经炎症并提高长期稳定性。同时引入导电聚合物（如PEDOT:PSS、PPy）降低界面阻抗和电荷注入阈值，并通过生物活性分子修饰促进细胞粘附。然而，柔性电极在长期绝缘、精确植入、安全窗口和批量制造方面仍面临工程挑战，需进一步临床验证。
生物混合神经界面：生物混合神经界面（BNI）通过在电极-组织界面引入活体生物组分（如神经干细胞、类器官）来介导电子器件与神经系统的相互作用，能有效降低FBR并促进整合。生物混合再生电子学进一步强调修复目标，可能用于脑损伤修复，但需考虑伦理和安全约束。
ICMS脉冲串参数与神经元
