腦機芯片神經工程團隊

團隊負責人介紹： 

殷明  教授

清華大學學士（2001）碩士（2004）。美國北卡羅萊納州立大學博士（2009）。美國布朗大學博士後（2009~2012）。美國布朗大學助理研究教授（2013~2014）。 美國猶他大學兼職教授（2015~2020）。美國黑岩微系統公司高級工程師（2014~2020）。美國布朗大學訪問科學家（2018~2020）。美國布朗大學技術顧問（2016~2018）。瑞士Wyss生物神經工程中心技術顧問（2015~2016）。

發表30餘篇國際期刊和會議文章，被引用超過1100次。擁有三項美國專利，一項授權美國專利，撰寫兩本英文書章節。擁有16年美國大學和公司科研工作經驗。擔任2013第35界國際IEEE生物工程年會腦機接口II會場主席。2020年美國國家神經及中風疾病研究院（NINDS）T32職業研讨會主講。參與多項美國新一代神經工程儀器項目的開發。 長期緻力于植入式，便攜式，頭置式神經信号記錄和刺激系統開發和測試。

個人簡介：/info/1106/1367.htm

團隊介紹：

團隊将緻力于與生命醫學相關的新一代電子儀器與設備的開發與應用，着重在功能性生物集成芯片設計、高精度神經記錄和刺激、腦機接口、腦疾病診斷與治療新技術方面聚集一批多學科融合的中青年師資隊伍。團隊配備芯片設計和仿真的基礎硬件設施，以及進行生物電子電路測試和驗證的科研設備，如高采樣率示波器、頻譜網絡分析儀、阻抗分析儀、低噪聲信号發生器、電壓電流源、電路焊接和測試工作台。從而形成一個設計、測試和封裝一體化的生物電子工程平台。結合學院非人靈長類動物模式研究基地，為團隊在其研究方向上提供了充足的科研條件，并将迅速促進團隊在其研究領域達到國内的一流水平。團隊将通過在功能性芯片開發上的突破，實現新一代世界領先的神經工程和腦機接口器件，為腦科學、腦疾病及其他神經研究提供新手段、新方法，推動其在腦疾病診斷、治療，肢體損傷康複、人工智能、腦機接口等領域應用。并且，團隊将探索其開發的功能性生物集成芯片、神經記錄和刺激系統，以及腦機接口器件産業化的可行性。

團隊成員：

竭婧  教授

華南師範大學心理學博士，海南省D類高層次人才，三亞市崖州灣科技城D類人才，主要研究方向為行為、認知或情緒的腦電信号編碼、解碼，以及情緒情感障礙(如共情缺陷、抑郁、成瘾、恐懼等)和攻擊行為的神經機制和調節等。

個人簡介：/info/1106/2344.htm

梁豐研  副教授

四川大學本科（2016）；香港中文大學博士（2021）。海南省“南海新星”，康複醫學會腦機接口專委會委員。香港中文大學機械與自動化系任初級助理研究員（2016）；Hocoma AG（國際康複機器人公司，新加坡）實習（2021）；從事侵入式腦機接口、腦-髓-機接口、神經機器人與運動神經解碼研究。

個人簡曆：/info/1107/1819.htm

王嘯  講師

吉林大學學士（2012），長春理工大學碩士博士（2020），海南省“南海新星”。長期從事瞬态信号測試領域的研究，擁有豐富的電子電路系統開發測試經驗，緻力于高通量腦電神經信号記錄系統開發、高通量神經信号數據壓縮算法研究以及神經刺激系統開發與應用。

個人簡介：/info/1108/1644.htm

郭哲杉  

海南省“南海新星“。上海理工大學學士（2012），浙江大學博士（2019），美國明尼蘇達大學神經調控中心博士後（2019~2022），應脈醫療科技（上海）有限公司神經調控部高級科學家（2022）。研究方向：基于腦機接口的在體電生理信息及神經調控，結合影像學、計算機建模等手段，研究神經調控治療帕金森病、阿爾茨海默症、癫痫、抑郁症等神經系統疾病的神經機制，并開發新型神經調控方法。研究領域涉及神經調控、腦機接口、腦電信号分析與處理等。

個人簡介：/info/1108/2292.htm

研究方向：

1.生物醫學應用方向的集成電路芯片設計 （Biomedical IC Design）

通過使用高精端節點集成電路的大規模混合模數集成電路的設計制作，以達到超低功耗，低噪聲，高密度，超高通道的神經信号記錄刺激“片上系統“芯片。

2.無線可植入式神經記錄和刺激技術 (Wireless Implantable Neural Recording and Stimulation Techniques）

超高通道高精密度高帶寬腦信号無線記錄儀通過高頻采樣達到微秒級時域精度，從而可以完整的采集各個頻段的神經生物電信号。 而且通過亞毫米的空間精度實現對單個神經元脈沖信号的觀測，及超高通道數，來實現對不同腦區，>1000數目的神經元信号進行同步監測。另外通過可調參數的電刺激對神經網絡進行模式化調控，從而研究涉及大面積跨腦區域的初級甚至高級腦功能背後的介觀神經環路機制。并推動其在新一代腦機接口、類腦智能等領域的應用。

3.腦機接口 （Brain Machine Interface）

用于幫助肢體創傷或運動神經性疾病病人恢複運動功能。通過對大腦皮層的神經信号的記錄分析處理，解碼并預測其神經狀态，用以生成控制信号來控制外圍輔助設備，例如假肢，輪椅，電腦，機器手。同時外圍輔助設備上的觸覺傳感器所感知的信号進行分類處理，通過電刺激（神經刺激系統）傳回給大腦形成閉合反饋式的腦機接口系統。當前此領域在全球迅速發展，而目前面臨的困難是大腦信号的采樣的精度，實時性，和覆蓋面積都受到采集設備和技術的限制。這導緻了腦機接口設備速度慢，實時性差。這方面的困難可以通過如前所述的超高通道高精密度高帶寬腦信号記錄儀來克服。此外還需提高對于采集數據的分類處理算法的優化，以提高控制信号産生的速度，由此達到實時腦機接口，從而實現更接近自然健康人體機能的肢體創傷恢複和運動神經性疾病治療。另外，腦機接口不僅可以用于治療創傷和疾病，它還可以通過控制輔助設備來進一步提高健康人體的機能，而且是開展類腦研究和人工智能不可或缺的技術手段。

4.用于常見神經性疾病診斷與治療的儀器設備開發 （Medical Equipment for neurological disease diagnosis and treatment）

據世界衛生組織統計，到2019年為止全世界癫痫病患者和帕金森症患者人數分别為5千萬和1千萬人。我國帕金森症患者占三成，而癫痫病患者超過1千萬。而腦信号記錄儀對于腦神經性疾病的研究、預防、診斷以及治療都有重要作用，也被廣泛的應用于人體常規檢查和健康監控的應用中。新型超高通道、高時空精度的植入式， 便攜式，頭置式神經信号記錄和刺激系統開發和應用，可以為常見神經疾病（如癫痫，帕金森症，老年癡呆症，顫抖症，慢性神經疼痛）的病理研究、實時監測和精确診斷提供新方法、新手段。并且通過系統的刺激功能，可以對以上疾病實現輔助治療的效果。

主要成果介紹：

代表性論文

（1）Yin M#, Borton DA#, Komar J, Agha N, Lu Y, Li H, Laurens J, Lang Y, Li Q, Bull C, Larson L, Rosler D, Bezard E, Courtine G, Nurmikko AV. Wireless Neurosensor for Full-Spectrum Electrophysiology Recordings during Free Behavior. Neuron, 2014, 84(6):1170-1182. 影響因子: 14.415，SCI，JCR 1區

（2）Yin M, Borton DA, Aceros J, Patterson WR and Nurmikko AV. A 100-channel hermetically sealed implantable device for chronic wireless neurosensing applications. IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, 2013, 7(2):115-128. 影響因子:4.042，SCI，JCR 1區

（3）Borton DA#, Yin M#, Aceros J and Nurmikko AV. An implantable wireless neural interface for recording cortical circuit dynamics in moving primates. Journal of Neural Engineering, 2013, 10(2):026010. 影響因子:4.141，SCI，JCR 1區

（4）Lee SB, Yin M, Manns JR, Ghovanloo M. A wideband dual-antenna receiver for wireless recording from animals behaving in large arenas. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2013, 60(7): 1993-2004. 影響因子:4.424，SCI，JCR 1區

（5）Yin M and M. Ghovanloo M. A low-noise clockless 32-ch simultaneous wireless neural recording system with adjustable resolution,” Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 2010, 66(3):417-431. 影響因子:0.925，SCI，JCR 3區

（6）Nurmikko AV, Donoghue JP, Hochberg L, Patterson WR, Song YK, Bull C, Borton D, Laiwalla F, Park S, Yin M, and Aceros J. Listening to brain microcircuits for interfacing with external world – progress in wireless implantable microelectronic neuroengineering devices. Proceedings of the IEEE, 2010, 98(3):375-388. 影響因子: 10.252, SCI，JCR 1區

（7）Yin M and Ghovanloo M. Using pulse width modulation for wireless transmission of neural signals in multichannel neural recording systems. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2009 17(4):354-363. 影響因子:3.340，SCI，JCR 1區

（8）M. Yin and M. Ghovanloo, “A low-noise clockless 32-ch simultaneous wireless neural recording system with adjustable resolution,” Digest of technical papers IEEE Intl. Solid State Cir. Conf. (ISSCC), pp. 432-433, Feb. 2009.

美國專利

（1）A. Nurmikko, M. Yin, W. Patterson, J. Aceros, D. Borton, C. Bull, and F. Laiwalla, “Implantable wireless neural device,” USPTO, US20140094674A1/US10433754B2.  2014-04-03 (美國).

（2）M. Ghovanloo and M. Yin, “Systems and methods for multichannel wireless implantable neural recording,” USPTO, US20100106041A1. 2010-04-29 (美國)

（3）M. Yin, M. Sorenson, R. Franklin, C. Dryden, D. Borton, and M. Powell, “Stimulation and recording ASIC architecture for general neurosensing and neural modulation applications” United States application or PCT international application number 63/073,565 (Provisional patent) submitted on 2020-09-02 (美國).

著作章節

（1）Chapter 5 - Wireless Neurotechnology for Neural Prostheses, A. Nurmikko, D. Borton, M. Yin, “Neurobionics: The Biomedical Engineering of Neural Prostheses”, Robert K. Shepherd (Editor), ISBN: 978-1-118-81487-1,360 pages, August 2016, Publisher: Wiley-Blackwell

（2）Chapter 1 - Advances in Penetrating Multichannel Microelectrodes Based on the Utah Array Platform, M. Leber, J. Korner, C. F. Reiche, M. Yin, R. Bhandari, R. Franklin, S. Negi, F. Solzbacher “Neural Interface: Frontiers and Applications”, Xiaoxiang Zheng (Editor), ISBN: 978-981-13-2049-1, 2019, Publisher: Springer

産品開發

（1）美國黑岩微系統公司 (Blackrock Microsystems) 無線多通道神經記錄儀器和接收機産品開發 (2014~2019)

a)CerePlex W: https://blackrockmicro.com/cereplex-wireless-headstage/ (2014~2017)

b)CerePlex Exilis：https://blackrockmicro.com/cereplex-exilis/ (2016~2018)

c)CerePlex Receiver: https://www.blackrockmicro.com/neuroscience-research-projects/primate-research-systems/#wireless (2014~2017)

d)醫療多通道肌肉刺激器件(2014~2016)

（2）布朗神經卡（2010~2013）：https://www.nih.gov/news-events/news-releases/wireless-implanted-sensor-broadens-range-brain-research

科研舉例