인체 내에 삽입되어 인체 내의 신경과 연결되어 사용되기에 적합하도록 개선된 마이크로 섬유형 뉴로모픽 소자가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 섬유형 뉴로모픽 소자는 뉴런의 신경 전달 물질을 감지하는 마이크로 섬유형의 바이오 센서, 및 뉴런의 신호 전달을 위한 축삭 돌기를 모방하는 마이크로 섬유형의 시냅틱 멤리스터를 포함할 수 있다. 마이크로 섬유형의 바이오 센서는 마이크로 섬유형의 원통형 외피층; 원통형 외피층의 중심축 상에 배치되어 연장하는 섬유형 게이트; 원통형 외피층 내에 배치되고, 섬유형 게이트를 둘러싸면서 연장하는 복수의 섬유형 반도체 조립체; 및 원통형 외피층 내에 제공되는 전해질 유전체를 포함할 수 있다. 마이크로 섬유형의 시냅틱 멤리스터는 원통형의 마이크로 섬유; 및 마이크로 섬유 내에 주연 방향을 따라 배열되는 복수의 섬유형 반도체 조립체;를 포함할 수 있다. 섬유형 반도체 조립체는 제1 섬유형 전극; 제2 섬유형 전극; 및 제1 섬유형 전극과 제2 섬유형 전극 간에 연결되는 섬유형 연결층을 포함할 수 있다.