北京大学集成电路学院教授杨玉超团队与中国科学院联合研制出全球首款基于相变忆阻器的毫秒级神经动力学系统芯片，首次将神经动力学硬件系统的单步运算时间压缩至2.12毫秒，实现了类人脑级别的高速、高精度运算。这一成果为脑机接口、脑疾病早筛及个性化诊疗等领域打开了新的技术想象空间。
人脑本身就是最复杂的动力学系统之一。无论是脑机接口实时解析神经状态，还是医学影像高精度重建脑皮层，都离不开对连续神经形态和动态过程的快速建模。为此，科研人员将神经网络与微分方程结合，构建了神经动力学系统，用以重建精确的三维脑结构。然而，这一路径长期受困于“存储墙”瓶颈——海量计算数据在存储器和处理器之间频繁搬运，耗时且能耗高企。
杨玉超团队另辟蹊径，提出了一种基于相变型忆阻器的“可控存内计算”新范式，让数据无需搬运即可在原位完成高效处理。相比目前业内主流先进芯片，这款芯片的运算性能实现大幅跃升，功耗显著降低，能够满足高保真脑结构建模的严苛要求。
从应用场景来看，这项技术的意义不止于算力提升。杨玉超指出，未来的脑机接口不仅要读取神经信号，更要实时理解大脑状态、预测神经动力学演化趋势，并根据反馈进行闭环调控。高保真脑建模以毫秒级速度运行，有望为脑机接口提供个体化、动态化、可解释的脑状态模型，实现真正的智能交互。在医学领域，这一成果也有望为脑疾病早期筛查、病程监测和个性化诊疗干预开辟全新的技术路径。
