摘要：在我们人类文明的发展史中，机器的出现无疑是里程碑式的事件，时至今日，人类和机器的边界正在模糊，我们早已不满足于只是简单地操作和使用机器，而是在尝试将自身与机器直接联系在一起，而这一切，少不了人工神经元的帮助。

在我们人类文明的发展史中，机器的出现无疑是里程碑式的事件，时至今日，人类和机器的边界正在模糊，我们早已不满足于只是简单地操作和使用机器，而是在尝试将自身与机器直接联系在一起，而这一切，少不了人工神经元的帮助。

简单来讲，人工神经元就是一种模拟生物神经元的人造器件，它们可以作为联系人类和机器的纽带。

就目前的情况来看，传统的人工神经元有一个缺陷，那就是它们需要比生物神经元高得多的电压和功率来工作，科学家将其形象地形容为，对于生物神经元来讲，人工神经元发出的电信号就像是“大声吼叫”。

想象一下，假如有一个人在你身边用“大声吼叫”的方式与你交流，你受不受得了？同样的道理，生物神经元也很难对此做出自然的反应。

另一方面，对于人工神经元来讲，生物神经元发出的电信号又太过微弱，以至于我们不得不对其进行增强处理，才可以让人工神经元“听”得清楚。

可以看到，这样的缺陷就使得传统的人工神经元很难与生物神经元自然地“交流”。也正因为如此，科学家也一直在致力于解决这方面的问题。

近日，来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个研究团队在《自然·通讯》上发表成果称，他们研发出一种全新的人工神经元，能够与生物神经元进行“窃窃私语”般的自然交流。

据了解，这种人工神经元能在与生物神经元相同的电压范围（约0.1伏特）内收发信号，功耗也非常接近，也就是说，两者间的“交流”能在一个平等的能量级别上展开，不再有高低之分。

这是怎么做到的呢？我们都知道，传统的电子元件主要是用硅做的，这些东西又硬又脆，而且非常怕水，而生物的体内，却是一种潮湿的“水世界”，这就对硅基芯片形成了严峻的考验。

为了解决这个难题，此次研究把目光投向了生物世界，科学家利用一种特殊的细菌——硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens），培养出了一种被称为“蛋白质纳米线”的材料。

这些纳米线其实就是由蛋白质构成的纳米级导线，科学家认为，因为它们是蛋白质，所以天生就具有良好的生物相容性，能够在生物体内的潮湿环境中稳定工作，还不容易引起强烈的排异反应。

而在对其进行测试后，科学家惊讶地发现，它们的导电性能出奇的好，足以传递神经元之间那种微弱的电信号。

正是靠着这种从细菌那里“借”来的神奇材料，科学家才得以打造出如此低功耗、高效率的人造神经元，让它能够真正地融入生物环境，与生物神经元自然地交流。

可以看到，这种人工神经元的出现，无疑让人类和机器的边界进一步模糊，科学家认为，由于其良好的生物相容性，还非常节能，并且还不需要传统的信号放大装置，所以其应用前景非常广阔。

近一点来看，如果我们将其应用于可穿戴设备（如智能手表、健康手环等），就可以将它们做得又小又轻，续航时间也会大幅延长。

如果我们将其应用于智能假肢，我们就可以让设备与人体的神经末梢建立起更好的连接，进而赋予使用者更真实的触感，让动作控制更加细腻、自然，就像是重新拥有了“感觉”的肢体。

而从更长远的角度看，这项技术在脑机接口领域的潜力更为惊人。它有望让人类大脑与机器之间实现顺畅而高效的信息交互，使思维能够直接驱动设备，甚至让机器成为人类感知与意识的延伸。届时，机器也许将不再只是外部的“工具”，而会逐渐融入人类自身，成为人类身体与智慧的一部分。

当然，要让人工神经元真正走出实验室，进入日常生活，还有许多技术难题需要解决，就目前而言，这一切仍然需要时间。

参考资料：Constructing artificial neurons with functional parameters comprehensively matching biological values，Nature Communications volume 16, Article number: 8599 (2025)

来源：魅力科学君一点号