رابط های عصبی ارتباط مستقیمی را بین سیستم عصبی مرکزی(CNS) و یک سیستم دیجیتال  ساخته شده توسط انسان توسعه می دهد. این فناوری به احتمال زیاد مهم ترین پیشرفت در مطالعه و درمان مغز است. دستگاه های پزشکی مختلفی که به آن ها رابط های عصبی نیز می گویند در سیستم عصبی مرکزی کاشته می شوند. این دستگاه ها برای کنترل اختلالات حرکتی یا ترجمه فرآیندهای خاص مغز به فعالیت ها  توسعه یافته اند. این رابط ها فهم و درک نوروفیزیولویوژیکی را تقویت می کنند و  یک ابزار بالینی برای تشخیص یا درمان نشانه ها و بیماری های عصبی هستند.

چنین ابزارهایی با فراهم آوردن قدرت کنترل دستگاه های متعدد توسط افکار، می توانند به استقلال افرادی که دچار اختلال هستند کمک کنند. حوزه های نظامی، کاندید دیگری برای استفاده از این فناوری هستند. رابط های عصبی یا رابط های مغز و دستگاه می توانند عملکرد بافت های عصبی اسیب دیده را با ترجمه سیگنال های سیستم عصبی به مقادیری که از لحاظ محاسباتی قابل درک است حفظ  کنند.موفقیت چنین دستگاه هایی بر روی درک اصول هدایت بیوالکتریکی ، مدولاسیون عصبی  از طریق کالیبراسیون محاسباتی و پردازش سیگنال متناوب استوار است. الکترودهای عصبی ایده آل که حجم کوچکی دارند باید طراحی شوند تا اسیب بسیار اندکی به بافت ها وارد شود و در عین حال حساسیت مرتبط با آن حفظ گردد. با اینحال برآورده کردن تمامی این نیازها با روش های معمولی microfabrication و عناصر موجود تقریبا غیر ممکن است. روش های تولید در حوزه فناوری نانو می تواند با تولید الکترودهایی که نسبت سطح به حجم بالایی دارند چنین محدودیت هایی را برطرف کند. در حال حاضر پژوهش های مختلفی در این حوزه انجام شده است. به عنوان مثال پژوهشی با عنوان انقلابی در رابط کامپیوتر- مغز با استفاده از الکترونیک های سیلیکونی انجام شده و نتایج آن در مجلات معتبر به چاپ رسیده است.  این کار بخشی از برنامه طراحی سیستم مهندسی عصبی DARPA است که تلاش می کنند رابط های عصبی قابل کشتی را توسعه دهند  که قادر هستند وضوح سیگنال و پهنای باند انتقال داده با کیفیت و پیشرفته ای  بین مغز و دستگاه های الکترونیکی فراهم آورند. در این مقاله جدید که در مجله Advanced Functional Materials به چاپ رسیده است، نویسندگان مروری را بر روی موادی که اخیرا توسعه یافته اند  فراهم می کنند. استفاده از نانو مواد توانسته است خواص الکتریکی، مکانیکی،ویژگی های مکانی و زیست سازگاری را افزایش دهد. پس از بحث بر روی وضعیت فعلی رابط بافت های عصبی بیومتریال،نویسندگان بر روی روش های تولید نانو و میکرو برای ساخت و تهیه الکترودها تمرکز کردند و به دنبال تکنیک هایی برای ارزیابی و مشخص کردن ویژگی این الکترودها بودند. بخش اعظم این مقاله به مرور نانومواد استفاده  شده در الکترودهای عصبی( گرافن، نانولوله های کربنی و نانومواد هیبریدی) اختصاص یافته است. همانطور که نویسندگان نتیجه گرفته اند، چندین استراتژی برای توسعه رابط های عصبی بهبود یافته وجود دارد. اولا بهینه سازی خواص هندسی الکترودها همچون اندازه، حجم،هندسه و مورفولوژی سطح توانسته است  بر روی زیست سازگاری و خواص الکتریکی الکترودها اثر بگذارد.  این بهبودها نیازمند انطباق تکنیک های تولید پیشرفته تر و  روش های اصلاح سطح است. دوما، توسعه و به کارگیری نانوموادی همچون مواد مبتنی بر کربن، پلیمرهای هادی ، هیدروژل ها و مواد هیبریدی که خواص فیزیکی  و زیست سازگاری بالایی دارند می توانند بر روی محدودیت های موجود غلبه کنند. سوما ارائه و تحویل عوامل دارویی( همچون داروهای ضد التهابی) و/یا استفاده از پوشش های بیوفعالی که رشد نورون های فعال را تشویق می کند می تواند پاسخ واکنشی بافت ها را کاهش دهد و یکپارچگی ایمپلنت را بیشتر نماید. علاوه بر این، گرایش برتری که در این حوزه وجود دارد توسعه الکترودهای بی سیمی است که ضبط طولانی مدت و تحریک فعالیت ها در نبود سیم ها و اتصالات زیاد را ممکن می سازد. چنین فناورهای هایی می توانند درک ما از مغز را با مانیتور مستمر سیگنال های عصبی در طول فعالیت های مختلف بهبود ببخشند. الکترودهای بی سیم می توانند تحریک مستمر بافت های آسیب دیده یا بیمار مغز را  فعال سازند و عملکرد سیستم عصبی مغز در این افراد را  بازیابند. محققان از مواد طبیعی در توسعه نانو و میکرو الکترودها استفاده کرده اند تا بتوانند زیست سازگاری آن ها را با بدن انسان افزایش دهند.پیش بینی می شود پیشرفت در این حوزه به بهبود توانایی مغز برای مانیتور کردن، تحریک کردن و ضبط سیگنال های نوروفیزیولویوژیکی منجر شود.  چنین پیشرفت هایی باعث ایجاد تغییر در روش های درمان و تشخیص بیماران مبتلا به اختلال CNS خواهد شد.

 منبع