△类脑神经元动态网络结构示意图

类脑神经元器件，即通常所说的类脑芯片，是指利用神经形态器件去模拟人脑中的神经元、突触等基本功能，再进一步将这些神经形态器件联结成人工神经网络，以模拟“大脑”的信息处理和存储等复杂功能。

二氧化钒（VO2）作为典型的氧化物量子材料，在近室温附近具有可逆的绝缘-金属相变，是制备高开关比突触器件的理想材料。本研究中，课题组研究人员基于近十年二氧化钒的研究基础，利用氧化物分子束外延设备克服了高纯相结构的单晶二氧化钒薄膜的制备瓶颈，从而直接模拟了神经元之间的突触动态连接过程。

△外加电场和激光调制下的VO2导电丝形成的金刚石NV量子成像

此外，对于神经元突触单元之间的动态连接过程，实验人员创新性利用金刚石中氮-空位色心进行量子传感成像，清晰揭示了基于二氧化钒类脑神经系统中多通道信号处理和传导途径与外在刺激之间的关联，为构筑大规模人工突触分层组织和神经形态结构提供了直接的实验依据。

（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）