近年來，由於細胞生物學、實驗及臨床神經科學、生物科技及生物醫學工程技術的緊密結合與發展，神經工程 (Neural Engineering or Neuroengineering) 已逐漸成為一門新興科學及領域。神經工程係將生物醫學工程技術與方法，藉由神經細胞再生與組織特性評估及神經與電子設備間介面等方法的研究與發展，探索中樞及週邊神經系統的功能及行為表現，以瞭解中樞神經系統及周邊神經系統的感覺 ( Sensory ) 或運動 ( Motor ) 控制訊息 ( Command ) 的活化 ( Activation )、傳遞 ( Propagation )及神經調控( Modulation )功能的過程，並期望藉由這樣的成果協助失能者達成回復 ( Restoration ) 及增進 ( Augmentation ) 功能。神經工程研究的範疇相當廣泛，其研究內容從基礎的神經電生理、神經模組控制、神經機械系統控制與神經再生原理探討，接著由神經科學的知識為基礎，再進一步了解神經介面、神經義肢、神經影像與分子與感測神經磁場感應等研究方向的原理與應用。因此，可以理解神經工程是屬於結合神經科學與醫學電子、組織工程、生醫電子、生醫光電及資訊處理等工程技術的一跨領域整合性的研究。

　　再進一步針對應用層次的特點進行討論後，可以了解神經工程的主要研究目標之一，是期望能恢復失去或受損的神經功能。也因此，神經工程在這方面的研究含括了設計、分析和測試神經細胞及神經系統的再生及修復功能，並納入神經細胞及系統與人造電子系統的功能性介面等研究。依神經工程結構及應用特質，大致可將之分為神經系統、神經組織及神經細胞等三個層次：(1)神經系統層次 (Nervous System Level)：以神經系統調節 ( Systematic Modulation ) 為主的神經義肢 (Neural Prostheses)；(2)神經組織層次 (Neural Tissue Level)：以神經束之選擇性刺激或感測調控(selective sensing/modulation)為主的之神經介面(Neural Interfacing)；及(3)神經細胞層次 (Neurocellular Level)：神經元介面 (Neuronal Interfacing)。每種系統有其一定的基礎與應用範圍，其中，在神經介面及神經元介面較屬於研究的層級，在持續發展及整合下，神經義肢利用介面研究的成果，或獨立設計應用於取代因神經系統受損所引起的運動、知覺或認知功能缺失之臨床實務應用，其基本原理在利用受損後，仍具有殘餘的運動或感覺神經系統，配合其它感測器或應用調變的電刺激，使個案能重新協助建立或增進感官知覺、運動或認知功能。依其功能性之分類略述如下：

一 、感覺神經義肢裝置(Sensory Prostheses)

　　感覺系統的主要功能在於接收環境中的物理能量，如聲波及光波，提供人們執行功能性及具目的性日常生活活動過程中所需要的環境訊息。因此，當感覺系統出現功能性的損傷，無法將環境訊息轉換為確實可用的生理訊號時，利用接受器（如麥克風或微型攝影機）接收感覺訊息後，藉由換能器將物理能量轉換成電刺激訊號，刺激感覺神經或與某感覺有關之大腦皮質，達到功能性目的。神經義肢在聽覺障礙者的聽覺恢復上，可利用人工耳蝸 ( Cochlear implant) 刺激聽覺神經路徑；而對於視覺障礙者，同樣可利用人工視網膜 (Artificial Retina) 及視覺晶片 (Vision Chip) 給予視覺神經路徑或視覺皮質特定時序之電刺激，實際應用於代償人類視覺能力的缺失。

二 、動作神經義肢裝置(Motor Prostheses)

　　動作系統同樣扮演著與外在環境互動的功能。然而，動作系統在人們執行日常生活的活動時，執行或輸出經由大腦處理後所計畫產生的功能性活動。當動作神經系統產生問題時，將可導致上肢手部動作能力不足，無法取物或操作手部活動；或是下肢無法產生足夠的力量，造成承重或行走能力上的問題。因此，當日常生活中的動作能力缺失時，協助個案依其所願，達成動作輸出，就成為回復或代償動作能力的重要考量。動作神經義肢的設計可分為兩類，一為藉由功能性神經肌肉電刺激 (Functional neuromuscular stimulation) 的方式，以經過設計的電刺激時序活化肌肉系統，使得個案可以在系統的協助下，利用自己的肢體產生動執行功能性活動，或與環境互動所需要的動作；另一類則是擷取大腦皮質的腦電訊號，經過訊號分析截取特徵訊息，並結合機器人控制系統，以機器手臂或機器輔助設備，產生功能性活動所需要的動作，以機器人系統執行動作，提供代償動作的協助，這兩類的神經義肢設備，皆已可應用於人類動作能力的回復及代償。

三、大腦皮質神經義肢裝置(Cortical Neuroprostheses)

　　當大腦皮質的神經細胞因為腦血管疾患、外力傷害或是神經退化性疾病造成損傷時，將可能影響大腦的功能，導致如認知、記憶、聽語或動作執行功能上的缺失或困難，造成腦內訊息的傳遞或是功能執行上的問題，進而影響日常生活功能的執行及生活品質。針對大腦功能的缺失，應用於代償腦部功能的神經義肢，在設計上則進一步以仿生系統 ( Biomimetic System )，取代受損的腦部神經核，重建腦部功能。仿生性系統包含與固有的腦部組織相聯繫，接收輸入訊息的神經元介面，及進行輸出功能的另一組神經元界面。在應用上，利用多電極式晶片，針對損傷區域所需要的功能，提供大腦皮質運動神經元適當的電刺激，以誘發複雜的動作形態，增進伸探及抓握動作能力；以仿生生物晶片，針對大腦特定區域的功能進行設計，再以植入晶片的方式，使得該晶片進一步取代受損的神經區域所扮演的生理功能，這方面的實際應用，則是針對海馬迴 ( Hippocampus) 所扮演的功能性角色，建立人工海馬迴 ( Artificial Hippocampus ) 的應用成效最為顯著。然而，由於植入晶片的過程中涉及高難度腦部手術，因此，這類晶片的發展仍然在動物實驗的階段。

　　隨著生物科技相關技術及專業密切整合，使得神經工程相關的技術及研究，逐漸應用於實際協助失能者回復或代償功能性缺失。目前已發展建立的神經義肢裝置，主要研究應用方向為植入式生醫微系統 ( Implantable Biomicrosystem ) 為主，經由各式的感測器及致動器整合，構成監測型及刺激型植入式微系統，藉由無線傳輸技術傳出體外，將人體內的各項生理參數或是刺激指令，用以治療患者缺失。當各項神經義肢裝置成熟後，各系統整合用於協助多項失能者功能，改善日常生活功能及生活品質，相信將指日可待。