La realización del procesamiento de información neurológica mediante el análisis del comportamiento de transferencia de datos complejos de poblaciones y neuronas individuales es uno de los campos de rápido crecimiento en neurociencia y tecnologías bioelectrónicas. Se anticipa que este campo abarque una amplia gama de aplicaciones avanzadas, incluyendo el monitoreo dinámico neural, la comprensión de los trastornos neurológicos, las comunicaciones entre el cerebro humano y las máquinas e incluso sistemas ambiciosos de implantes prostéticos controlados por la mente. Para cumplir con los requisitos de grabación de actividades neuronales con alta resolución espacial y temporal, se combinan tecnologías eléctricas, ópticas y de biosensores para desarrollar sondas bioelectrónicas y de neuroseñales multifuncionales. Materiales avanzados en dos dimensiones (2D) como el grafeno, el óxido de grafeno, los disulfuros de metales de transición y los MXenes, con su grosor de capa atómica y capacidades multifuncionales, muestran propiedades de bioestimulación y múltiples capacidades de detección. Estas características son factores beneficiosos para el desarrollo de electrodos de película ultradelgada para la interfaz neural flexible con interfaces crónicas mínimamente invasivas hacia las células cerebrales y la corteza. La combinación de las increíbles propiedades de las nanostructuras 2D las coloca en una posición única, como los principales materiales de elección, para la recepción multifuncional de actividades neuronales. La revisión actual destaca los logros recientes en sistemas bioelectrónicos basados en 2D para el monitoreo de indicadores biofisiológicos y biosignales en interfaces neuronales.