集思未來課題推薦——阿爾茨海默病等神經退行性疾病的腦機接口數字療法研究

“2017年3月，硅谷科技風向標埃隆·馬斯克宣布創(chuàng)辦Neuralink公司，計劃在4年內開發(fā)出首個用于治療腦部疾病的腦機接口產品，未來將開發(fā)高生物相容性的植入神經接口，實現人工智能植入人腦，取代人類的自然語言交流，實現顛覆性的智能人機接口技術。”在人工智能概念普及的今日，腦機接口將成為開啟將人變?yōu)?ldquo;蝴蝶一樣自由的思維”，將科幻帶進現實的最后一道大門，也是生命科學希望攻克的最后一道課題。打通人工智能與機器的聯結，意味著人類可以通過腦電控制假肢、輪椅、機器人等身邊的事物，借助深度學習打造電腦，徹底顛覆人類的生活。項目將聚焦腦機接口這一前沿交叉研究課題。

探微計劃：BME生物醫(yī)學工程專題：阿爾茨海默病等神經退行性疾病的腦機接口數字療法研究：皮層電化學信號動態(tài)建模與閉環(huán)神經調控技術開發(fā)【大學組】

開始日期: 2026-02-07

課時安排: 7周在線小組科研學習+5周不限時論文指導學習

適合人群

適合年級 (Grade): 大學生及以上

適合專業(yè) (Major): 電子計算機工程、生命科學、人工智能、軟件工程等專業(yè)或者希望修讀相關專業(yè)的學生；

需要具備大學微積分及Matlab編程基礎；

建議選修: 生物學與人體生理學

導師介紹

Dejan導師現任加州大學洛杉磯分校（UCLA）電子計算機工程講席終身正教授、電氣與電子工程師協(xié)會會士(IEEE Fellow, Class of 2021）、美國醫(yī)學與生物工程院院士(AIMBE Fellow， Class of 2022)，擁有加州大學伯克利分校博士學位。Dejan導師的研究聚焦植入式神經調節(jié)系統(tǒng)、領域特定計算、設計方法論，他于2006年在加州大學伯克利分校獲得博士學位，并因此榮獲2007年大衛(wèi)·J·薩克里森紀念獎。他目前的研究方向包括植入式神經調控系統(tǒng)、領域特定計算架構以及設計方法學。教授于2014年共同創(chuàng)立了半導體知識產權創(chuàng)業(yè)公司Flex Logix Technologies。2009年，他獲得了國家科學基金會的CAREER獎。2010年，他與他人共同獲得了ISSCC杰克·雷珀杰出技術方向獎。2014年，他還榮獲ISSCC Lewis獲獎論文獎。在國際知名期刊發(fā)表論文110余篇，h指數56，i10指數160，引用量高達10000+。

項目介紹

本項目是工程與生命科學的交叉研究領域，具體內容包括神經工程和腦機接口、膜生物物理學、動作電位傳導、神經信號記錄和刺激、神經修復、數據分析與管理。學生將通過本項目了解人工智能為生命科學賦予的機會與限制以及腦機接口的具體案例，在項目結束時提交項目報告，進行成果展示。

項目大綱

神經工程和腦機接口：腦研究、腦結構、腦機接口、應用Introduction to neuroengineering and brain-machine interfaces (BCIs). Progress in brain research, brain structures, brain-computer interfaces, applications.

膜生物物理學: 膜電位、神經元細胞動力學、霍奇金-赫胥黎模型，膜生物物理學、神經元的電化學模型和動態(tài)行為（動作電位）Membrane biophysics. Membrane potential, neuronal cell dynamics, Hodgkin-Huxley model; explain membrane biophysics and electrochemical model of a neuron and its dynamic behavior (action potentials).

動作電位傳導：電極/溶液界面、電極陣列、臨床實例，離子流和電流、膜電位、動作電位Action potential propagation. Electrode-solution interface, electrode arrays, clinical examples; learn ionic flow and current, membrane potential, origin of action potential.

神經信號記錄和刺激：神經信號刺激，神經信號記錄，閉環(huán)神經調節(jié)；細胞內、細胞外刺激，強度-時間曲線，神經信號處理Neural recording and stimulation. Neural stimulation, neural recording, closed-loop neuromodulation; intracellular and extracellular stimulation, strength-duration curve, signal processing.

神經修復、數據分析與管理：心臟起搏器、人工耳蝸、腦深部刺激、脊髓刺激，數據分析，社會影響，神經治療技術，未來應用Neural prostheses, data analytics, regulatory. Cardiac pacemaker, cochlear implants, deep-brain stimulation, spinal cord stimulation; data analytics; social implications; explain therapeutic neurotechnology, develop outlook into future applications.

項目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導 Project Deliverables Tutoring

項目收獲

7周在線小組科研學習+5周不限時論文指導學習 共125課時；

項目報告；

優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter；

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導（可用于申請）；

結業(yè)證書；

成績單。