CN114847957A - 光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法 - Google Patents

光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法，包括：微针阵列部分、光刺激部分和光电引线；所述微针阵列部分包括由若干微针形成的微针阵列，所述微针的内部具有通孔；所述光刺激部分位于所述通孔内；所述光电引线用于所述微针阵列部分和所述光刺激部分与外部设备之间的连接。本发明将用于电刺激和记录的微针阵列和光刺激部分结合在一起，实现光电一体化集成，能够实现对单点同时进行光电刺激和电记录，并精确记录光刺激信号，有效提高记录神经信号的质量。

Description

光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物电极技术领域，具体地，涉及一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法。
背景技术
神经电极是连接生物组织与外界设备的装置，它的工作原理是将以离子为载体的生物电信号转化为以电子为载体的电子电信号，进而实现对神经信号的接收与处理。因此，神经电极一直是生物电子技术和脑科学领域的核心器件。为了探索人类大脑产生、传递和处理信息的机制，脑科学一直是现代科学研究的热点。作为神经电极之一的脑机接口(brain-computer interface，BCI)器件是大脑与外部设备之间连接的通道，可以实现对大脑神经的记录和刺激，为分析脑皮层电信号提供了可能。与非植入式脑电极相比，植入式脑电极具有更好的信号质量，更好的时空分辨率，能够更加有效地对患有癫痫、帕金森氏病、抑郁症和部分神经外伤后遗症的患者进行精确的治疗。为了减小脑电极植入过程对脑组织造成的伤害，需要最大限度的减小脑电极的体积。MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)技术的出现大大促进了脑电极的发展。当前，植入式脑机接口器件主要有柔性基底，平面多点电极(以密歇根电极为代表)和微针阵列式(以犹他电极为代表)三种结构。其中，微针阵列式脑电极是目前长期植入最可靠的一种植入式脑机接口器件，并已经通过FDA(美国食品药品监督管理局)和CFDA(中国食品药品监督管理局)认证。
微针阵列式脑机接口器件最早是由Normann等人1989年在文献“A silicon basedelectrode array for intracortical stimulation:structural and electricalproperties”提出的一种植入式脑电极。该电极在一个4mm×4mm的基片上集成了100个长1.5mm的针尖电极，并证实了其慢性植入的可能。为此，针尖微阵列式脑电极就得到了越来越多人的关注，并对该电极的电极表面改性材料、电极生物钝化层、植入组织损伤、信号传输等方面做了大量的研究工作。微针阵列式脑电极由于其通道数多且相互之间绝缘好、时空分辨率高、可有效深入组织内部进行单细胞刺激和记录、接收信号质量好并且可长期植入等优点，在脑机接口器件中占有重要地位。微针阵列式脑电极通过MEMS工艺加工而成，主要材料为低阻硅，使其具有良好的机械特性和生物相容性。
脑机接口器件最初功能是通过电学的方法对神经细胞进行刺激和记录，光遗传学(Optogenetics)的出现大大的丰富了脑电极的功能。光遗传学是用光来触发神经兴奋或抑制的一种方法，它将光敏感蛋白引入神经细胞中，借助特定光敏感蛋白对特定波长的光敏感这一现象来观察研究神经活动。光遗传学的出现吸引了大量学者的目光，也大大促进和丰富的脑电极的发展。2016年，Boutte等人在Biomedical Microdevice发表名为“Masklesswafer-level microfabrication of optical penetrating neural arrays out ofsoda-lime glass:Utah Optrode Array”的文章中提出了一种基于钠钙玻璃的光微针阵列电极并对其进行了测试，该种阵列电极以犹他电极为基础，只能实现所有针体的大面积光刺激，不能精确的点对点刺激。
由于光刺激和电刺激都具有其独特的优势，所以将两者进行有效的结合成为了现在脑电极领域的一个热点。在植入式或贴附式平面柔性脑机和硅基平面多点电极方面，光电集成已经出现很多相关工作，但在微针阵列式脑机接口器件中，目前没有一种有效的方法实现光电的一体化集成。北京大学李志宏等人在公开的发明专利申请中提出了一种微针电极阵列装置，通过另外加工模板的方式，将光极和电极二次插入的方式来控制电刺激或者光刺激。但该种微针阵列式脑机接口器件加工过程繁琐，制作困难，且金属微针不能一次性加工成型，并不是一种有效的集成方式。综上所述，在现有微针阵列式脑机接口还没有实现MEMS加工制作并且没有出现在同一点进行光电刺激和电记录的光电一体化脑机接口器件。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件及其制备方法，将用于电刺激和记录的微针阵列和光刺激部分结合在一起，能够实现对单点进行光电刺激和电记录，可精确记录光刺激信号，有效提高记录神经信号的质量。
根据本发明的一个方面，提供一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，包括：微针阵列部分、光刺激部分和光电引线；
所述微针阵列部分包括由若干微针形成的微针阵列，所述微针的内部具有通孔；所述光刺激部分位于所述通孔内；所述光电引线用于所述微针阵列部分和所述光刺激部分与外部设备之间的连接。
进一步地，所述微针阵列部分还包括绝缘基底，所述绝缘基底设于所述微针阵列的下方，所述微针之间通过所述绝缘基底彼此连接；所述绝缘基底为刚性基底或者柔性基底。
进一步地，所述微针从上至下依次包括针尖、针体和针底，所述微针的表面形成有导电层，在所述导电层的外部形成有生物钝化层，所述生物钝化层覆盖除所述针尖以外的部分，所述针尖的尖端部分暴露出所述导电层；所述针底的下表面设有金属焊盘，所述金属焊盘与所述光电引线相连接。
进一步地，所述微针的材料为导电金属、导电金属氧化物、导电聚合物或者掺杂的半导体材料。
进一步地，所述光刺激部分为光纤，所述光纤包括光纤纤芯、光纤腐蚀部分、光纤未腐蚀部分和光纤出光端面，所述光纤腐蚀部分和所述光纤未腐蚀部分依次设置形成光纤主体，所述光纤纤芯设于所述光纤的内部，所述光纤出光端面位于所述光纤腐蚀部分的端部，所述光纤腐蚀部分插入所述通孔中，所述光纤出光端面自所述通孔的顶端露出。
更进一步地，所述光刺激部分插入所述通孔的深度可调节，所述光刺激部分的直径根据通孔的直径确定。
更进一步地，所述光刺激部分在所述通孔的顶端处的出光端面为平面或斜面。
进一步地，所述光电引线包括电引线和光引线，所述电引线为连接外部设备与所述针底的金属引线；所述光引线为所述光刺激部分未插入所述微针的部分，所述光引线与外部设备相连。
根据本发明的另一方面，提供一种上述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件的制备方法，包括：
提供半导体材料基片，在所述半导体材料基片上采用刻蚀的方法形成微针内部的通孔；
在通孔之间形成各微针之间的绝缘基底；
去除所述绝缘基底下方的半导体材料基片，形成多个棱柱；
腐蚀所述棱柱，在所述棱柱的顶端形成针尖，从而形成微针阵列；
在微针的下方形成金属焊盘，在微针的表面依次形成导电层和生物钝化层，再将所述针尖上的所述生物钝化层刻蚀掉以暴露出所述导电层；
将光刺激部分插入所述通孔中并固定。
与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：
1、本发明将用于电刺激和记录的微针阵列和光刺激部分结合在一起，实现光电一体化集成，能够实现对单点同时进行光电刺激和电记录，可精确记录光刺激信号，有效提高记录神经信号的质量。
2、本发明通过在微针内部刻蚀通孔放置光刺激部分，可有效增加器件的集成度，减小器件体积。
3、本发明可根据被实验者不同脑皮层区域或神经类型，灵活地调整微针的长度、数量和大小；内部光刺激部分出光点与微针尖端的距离可灵活调整，可探测光源距离对神经元信号的影响，并且可以减小光电效应的影响；内部光刺激部分的出光面可以调整角度，同样可以减小光刺激对电记录造成的影响；绝缘衬底选用刚性或柔性材料，能够适应大脑皮层组织平坦处和沟壑处等不同区域的植入需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件的结构示意图；
图2为本发明实施例中光纤的结构示意图；
图3为本发明实施例中光纤的截面示意图；
图4为本发明实施例中器件的制备方法的流程示意图；
图5为本发明另一实施例中器件的结构示意图；
图6为本发明实施例中光纤的位置示意图；
图7为本发明实施例中光纤的截面示意图；
图8为本发明实施例中光纤的出光端面的结构示意图；
图9为本发明实施例中光纤的出光端面的截面示意图。
图中：1为微针阵列部分，11为微针，12为绝缘基底，111为针尖，112为针体，113为针底，114为通孔，2为光刺激部分，21为光纤出光端面，22为光纤腐蚀部分，23为光纤未腐蚀部分，24为光纤纤芯，3为光电引线，31为电引线，32为光引线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示的方位和位置关系是基于附图所示的方位和位置关系，仅用于方便描述本发明和实施方式，并不表明所涉及部分必须具有所述特定的方位和位置组合，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，参照图1，该器件包括：微针阵列部分1、光刺激部分2和光电引线3；微针阵列部分1包括由若干微针11形成的微针阵列，微针11的内部具有通孔114；光刺激部分2位于通孔114内；光电引线3用于微针阵列部分1和光刺激部分2与外部设备之间的连接。
本发明将用于电刺激和记录的微针阵列部分1和光刺激部分2结合在一起，实现光电一体化集成，将光刺激与电刺激和记录的距离最小化，能够实现对单点同时进行光电刺激和电记录，并精确记录光刺激信号，有效提高记录神经信号的质量。通过在微针11内部刻蚀通孔114放置光刺激部分2，可有效增加器件的集成度，减小器件体积。
在一些优选的实施例中，微针阵列部分1还包括绝缘基底12，绝缘基底12设于微针阵列的下方，微针11之间通过绝缘基底12彼此连接；绝缘基底12为刚性基底或者柔性基底，能够适应大脑皮层组织平坦处和沟壑处等不同区域的植入需求。
刚性材料和柔性材料起到使微针之间绝缘的作用，在一些优选的实施例中，刚性材料与微针具有更好的结合力，其材料可选为玻璃、塑料和聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种，考虑到加工工艺与可靠性更优选为玻璃，玻璃高温融化后与硅的物理匹配性更好；柔性材料可使微针阵列满足在大脑沟壑区域的有效贴合需求，其材料可为聚对二甲苯、聚酰亚胺和聚二甲基硅氧烷中的任意一种，都具有良好的生物相容性，考虑到结合力好且弹性模量可调性更优选为聚二甲基硅氧烷，其硬度改变方便且粘度合适。
微针阵列的各微针11内有通孔114，用于放置内部的光刺激部分2。在一些优选的实施例中，微针11从上至下依次包括针尖111、针体112和针底113，微针11的表面形成有导电层，在导电层的外部形成有生物钝化层，生物钝化层覆盖除针尖111以外的部分，针尖111的尖端部分暴露出导电层，制备方法具体为，在微针表面先覆盖一层导电层，然后器件整体沉积一层生物钝化层，将针尖的生物钝化层刻蚀掉，暴露出导电层；针底113的下表面设有金属焊盘，金属焊盘与光电引线3相连接。
在一些优选的实施例中，微针11表面的导电层通过沉积一层导电材料形成，沉积方法可为蒸发、溅射和电镀中的任意一种，导电材料要具有良好的导电性，且具有生物相容性，可为金属、导电聚合物和导电金属氧化物中的任意一种，鉴于批量化工艺更优选为导电金属氧化物如氧化铱，其溅射工艺比较方便，阻抗低且适于用于脑机接口器件表面修饰；整个器件除微针11的针尖111以外均涂覆生物钝化层，生物钝化层要求体内长期稳定性和生物相容性，材料为聚合物材料如聚酰亚胺薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、非晶碳化硅和聚对二甲苯薄膜中的任意一种，考虑到化学稳定性更优选为聚对二甲苯薄膜，具有良好的耐化学腐蚀能力，生物相容性，且沉积工艺成熟。
针底113的背部溅射金属作为金属焊盘，金属焊盘使电极与外部设备间建立稳定的电学通路，为使其具有良好的导电性，且具有生物相容性，同时利于引线键合，金属焊盘的材料主要为导电金属，优选为铬/金。
在一些优选的实施例中，微针11的材料为导电金属、导电金属氧化物、导电聚合物或者掺杂的半导体材料，为了实现批量微型化制造，优选为更与MEMS工艺兼容的低阻硅片。
本实施例中，微针11的长度、直径、内部通孔大小、微针数量和绝缘衬底12厚度根据具体情况确定，本发明实施例对此不做具体限定。
本领域技术人员可以理解的是，当微针11的数量为1时，由于不需要连接各微针11，因此不需要设置绝缘基底12。
光刺激部分2包括光波导，光刺激部分2可以为任意的光介质材料或器件，在一些优选的实施例中，如图2-3，光刺激部分2为光纤，光纤本身直径固定，为了增加集成度，可以把光纤前端进行腐蚀后制作，光纤包括光纤纤芯24、光纤腐蚀部分22、光纤未腐蚀部分23和光纤出光端面21，光纤腐蚀部分22和光纤未腐蚀部分23依次设置形成光纤主体，光纤纤芯24设于光纤的内部，光纤出光端面21位于光纤腐蚀部分22的端部，光纤腐蚀部分22插入通孔114中，光纤出光端面21自通孔114的顶端露出。本领域技术人员可以理解的是，当微针11内部的通孔114直径大于光纤本身直径时，光纤可以直接插入则不需要腐蚀，光纤腐蚀部分22为光纤本身。
在一些优选的实施例中，光刺激部分2插入通孔114的深度可调节，光刺激部分2的直径根据通孔114的直径确定。其中，内部光纤的直径可以通过湿法腐蚀的方法进行改变。
光刺激部分2插入微针11的部分，内部光刺激部分2的长度可以根据实际需求进行改变，长度可以小于微针11的长度，也可以超出针尖111部分，内部光刺激部分2的直径可根据通孔114的直径进行调整。
在一些优选的实施例中，光刺激部分2在通孔114的顶端处即针尖111附近的出光端面为平面或斜面，以此来改变光的传播方向。出光端面如果为斜面，则可以通过腐蚀或研磨的方法制作。内部光纤与微针11的固定可以通过胶粘来完成，胶为紫外固化胶或环氧树脂。
在一些优选的实施例中，光电引线3包括电引线31和光引线32，电引线31为连接外部设备与针底113的金属引线，具体地，电引线31通过引线键合的方法与金属焊盘连接；光引线32为光刺激部分2未插入微针11的部分，光引线32与外部设备相连。
本发明实施例可根据被实验者不同脑皮层区域或神经类型，灵活地调整微针的长度、数量和大小；内部的光刺激部分2出光点与微针尖端的距离可灵活调整，可探测光源距离对神经元信号的影响，并且可以减小光电效应的影响；内部光刺激部分2的出光面可以调整角度，同样可以减小光刺激对电记录造成的影响。
为了提高脑机接口器件的适应力，满足大脑沟壑起伏或者植入神经内不同深度的测试需求，微针阵列部分1的各个微针11的长度可以不同，在其他一些优选的实施例中，微针11的长度被构造为自微针阵列部分1的一端由短到长依次增加或者成比例增加。例如，可以自微针阵列部分1的长度方向的一端或者宽度方向的一端由短到长依次增加或者成比例增加。如图5所示，微针11长度由短到长依次增加，增加梯度为0.1mm。需要说明的是，微针11长度的改变梯度不局限于本优选例，可以成比例增加也可以在加工工艺允许的条件下以任意方式进行组合。
同样地，为了满足动物或临床实验中不同应用场合或者深度的测试需求，在另一些优选的实施例中，在微针阵列部分1的区域内，微针11的长度被构造为中间长四周短或者中间短四周长。
在其他的一些实施例中，光纤腐蚀部分22插入通孔114的深度可以改变，图6-7为本发明另一优选例的光纤的位置和截面示意图，图中光纤腐蚀部分22的长度小于通孔114的长度。在实验测试中，光纤腐蚀部分22的长度也可以等于或者大于通孔114的深度。如果是图1和图5所示微针阵列的情况，每根微针11的光纤腐蚀部分22和通孔114的长度关系可以根据测试环境任意改变。例如放在不同的大脑区域，可以根据特定的沟壑形状来改变长度关系。
图8-9是本发明另一优选实施例的光纤出光端面的结构示意图，除了出光端面是平的情况，还可以通过光纤角磨机研磨出一定角度。如图8-9所示，光纤出光端面21是与光纤轴向成60度的斜面。具有一定角度的光纤出光端面21可以改变光的出光方向，能够改变光刺激对于电极记录信号的影响，光纤出光端面21的角度可以任意改变。需要注意的是，在同一个针尖微电极阵列中，光纤出光端面21的角度不受限制，不同微针11可以对应不同角度的光纤出光端面21。
本发明实施例还提供上述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件的制备方法，该方法包括：
提供半导体材料基片，在半导体材料基片上采用刻蚀的方法形成微针内部的通孔114；
在通孔114之间形成各微针之间的绝缘基底12；
去除绝缘基底12下方的半导体材料基片，形成多个棱柱；
腐蚀棱柱，在棱柱的顶端形成针尖111，从而形成微针阵列；
在微针的下方形成金属焊盘，在微针的表面依次形成导电层和生物钝化层，再将针尖111上的生物钝化层刻蚀掉以暴露出导电层；
将光刺激部分2插入通孔114中并固定。
进一步地，在将光刺激部分2插入通孔114中并固定，光刺激部分2自通孔114的顶端露出之后，还包括：制作光电引线3，光电引线3用于微针阵列部分1和光刺激部分2与外部设备之间的连接。
本发明实施例将在微针内部集成光刺激部分，光刺激和电记录在同一点，能够提高测量精度。以微针11长度为1.5mm，数量为100根，针体112直径为0.1mm，内部的通孔114直径为50um，绝缘基底12厚度为0.12mm为例，对本发明实施例中的器件的制备方法进一步地说明。
如图4所示，首先选取厚度为2000um，电阻为0.01-0.05Ω-cm、晶向(100)的硅片进行加工，用丙酮、异丙醇和去离子水分别对硅片超声清洗各十分钟，去除圆片表面有机颗粒、灰尘等。
步骤a：形成微针11内部的通孔114；用深硅刻蚀的方法将硅片刻透，刻蚀直径约为50um；
步骤b：通过深硅刻蚀的方法刻蚀出深约0.12mm，宽约0.2mm的纵横交错的沟槽；然后将玻璃粉用甲醇溶解成浆状，填入到沟槽当中，然后对玻璃粉进行固化。将硅片置于高温加热炉中，先将炉腔抽真空，后设定温度上升到1100度，持续90分钟。最后用研磨抛光的方法将硅片上表面的玻璃粉去除，保持表面平整、清洁。
步骤c：用深硅刻蚀/划片机的方法刻蚀/切割玻璃粉沟槽下面部分的硅片，宽度与玻璃粉沟槽宽度一致，这时硅片形成了一个个带内部通孔的四棱柱体。
步骤d：腐蚀硅柱；通过氢氟酸和硝酸的混合溶液腐蚀硅棱柱，形成如图4所示的针尖形状。
步骤e：溅射针尖111表面电极材料、针底113下表面金属层并沉积一层生物钝化层；首先在针底113下表面依次溅射30纳米铬和300纳米金作为电引线31和微针11之间的金属焊盘；然后用铝箔作为掩膜，在针尖111表面溅射一层厚度为200nm的氧化铱薄膜；随后在微针11表面沉积一层生物钝化层聚对二甲苯薄膜；最后通过干法刻蚀的方法去除针尖111尖端的生物钝化层露出电极材料。
步骤f：腐蚀光纤；用氢氟酸溶液腐蚀光纤尖端，腐蚀部分的长度由实际内部通孔114的长度决定，腐蚀时间由内部通孔114的直径决定。
步骤g：将腐蚀的光纤插入到内部通孔114中，并用紫外固化胶固定，最终形成光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，图中箭头方向表示光传播方向。
本发明上述实施例中的器件，将用于电刺激和记录的微针阵列和光刺激部分结合在一起，实现光电一体化集成，能够实现对单点同时进行光电刺激和电记录，可精确记录光刺激信号，有效提高记录神经信号的质量；通过在微针内部刻蚀通孔放置光刺激部分，可有效增加器件的集成度，减小器件体积。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。上述各优选特征在互不冲突的情况下，可以任意组合使用。

Claims (9)

1.一种光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，包括：微针阵列部分、光刺激部分和光电引线；
所述微针阵列部分包括由若干微针形成的微针阵列，所述微针的内部具有通孔；所述光刺激部分位于所述通孔内；所述光电引线用于所述微针阵列部分和所述光刺激部分与外部设备之间的连接。
2.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述微针阵列部分还包括绝缘基底，所述绝缘基底设于所述微针阵列的下方，所述微针之间通过所述绝缘基底彼此连接；所述绝缘基底为刚性基底或者柔性基底。
3.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述微针从上至下依次包括针尖、针体和针底，所述微针的表面形成有导电层，在所述导电层的外部形成有生物钝化层，所述生物钝化层覆盖除所述针尖以外的部分，所述针尖的尖端部分暴露出所述导电层；所述针底的下表面设有金属焊盘，所述金属焊盘与所述光电引线相连接。
4.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述微针的材料为导电金属、导电金属氧化物、导电聚合物或者掺杂的半导体材料。
5.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述光刺激部分为光纤，所述光纤包括光纤纤芯、光纤腐蚀部分、光纤未腐蚀部分和光纤出光端面，所述光纤腐蚀部分和所述光纤未腐蚀部分依次设置形成光纤主体，所述光纤纤芯设于所述光纤的内部，所述光纤出光端面位于所述光纤腐蚀部分的端部，所述光纤腐蚀部分插入所述通孔中，所述光纤出光端面自所述通孔的顶端露出。
6.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述光刺激部分插入所述通孔的深度可调节，所述光刺激部分的直径根据通孔的直径确定。
7.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述光刺激部分在所述通孔的顶端处的出光端面为平面或斜面。
8.根据权利要求1所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件，其特征在于，所述光电引线包括电引线和光引线，所述电引线为连接外部设备与所述针底的金属引线；所述光引线为所述光刺激部分未插入所述微针的部分，所述光引线与外部设备相连。
9.一种权利要求1-8任一项所述的光电集成的一体化微针阵列式脑机接口器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供半导体材料基片，在所述半导体材料基片上采用刻蚀的方法形成微针内部的通孔；
在通孔之间形成各微针之间的绝缘基底；
去除所述绝缘基底下方的半导体材料基片，形成多个棱柱；
腐蚀所述棱柱，在所述棱柱的顶端形成针尖，从而形成微针阵列；
在微针的下方形成金属焊盘，在微针的表面依次形成导电层和生物钝化层，再将所述针尖上的所述生物钝化层刻蚀掉以暴露出所述导电层；
将光刺激部分插入所述通孔中并固定。
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