脑机芯片神经工程团队

团队负责人介绍： 

殷明  教授

清华大学学士（2001）硕士（2004）。美国北卡罗莱纳州立大学博士（2009）。美国布朗大学博士后（2009~2012）。美国布朗大学助理研究教授（2013~2014）。 美国犹他大学兼职教授（2015~2020）。美国黑岩微系统公司高级工程师（2014~2020）。美国布朗大学访问科学家（2018~2020）。美国布朗大学技术顾问（2016~2018）。瑞士Wyss生物神经工程中心技术顾问（2015~2016）。

发表30余篇国际期刊和会议文章，被引用超过1100次。拥有三项美国专利，一项授权美国专利，撰写两本英文书章节。拥有16年美国大学和公司科研工作经验。担任2013第35界国际IEEE生物工程年会脑机接口II会场主席。2020年美国国家神经及中风疾病研究院（NINDS）T32职业研讨会主讲。参与多项美国新一代神经工程仪器项目的开发。 长期致力于植入式，便携式，头置式神经信号记录和刺激系统开发和测试。

个人简介：https://bme.hainanu.edu.cn/info/1106/1367.htm

团队介绍：

团队将致力于与生命医学相关的新一代电子仪器与设备的开发与应用，着重在功能性生物集成芯片设计、高精度神经记录和刺激、脑机接口、脑疾病诊断与治疗新技术方面聚集一批多学科融合的中青年师资队伍。团队配备芯片设计和仿真的基础硬件设施，以及进行生物电子电路测试和验证的科研设备，如高采样率示波器、频谱网络分析仪、阻抗分析仪、低噪声信号发生器、电压电流源、电路焊接和测试工作台。从而形成一个设计、测试和封装一体化的生物电子工程平台。结合学院非人灵长类动物模式研究基地，为团队在其研究方向上提供了充足的科研条件，并将迅速促进团队在其研究领域达到国内的一流水平。团队将通过在功能性芯片开发上的突破，实现新一代世界领先的神经工程和脑机接口器件，为脑科学、脑疾病及其他神经研究提供新手段、新方法，推动其在脑疾病诊断、治疗，肢体损伤康复、人工智能、脑机接口等领域应用。并且，团队将探索其开发的功能性生物集成芯片、神经记录和刺激系统，以及脑机接口器件产业化的可行性。

团队成员：

竭婧  教授

华南师范大学心理学博士，海南省D类高层次人才，三亚市崖州湾科技城D类人才，主要研究方向为行为、认知或情绪的脑电信号编码、解码，以及情绪情感障碍(如共情缺陷、抑郁、成瘾、恐惧等)和攻击行为的神经机制和调节等。

个人简介：https://bme.hainanu.edu.cn/info/1106/2344.htm

梁丰研  副教授

四川大学本科（2016）；香港中文大学博士（2021）。海南省“南海新星”，康复医学会脑机接口专委会委员。香港中文大学机械与自动化系任初级助理研究员（2016）；Hocoma AG（国际康复机器人公司，新加坡）实习（2021）；从事侵入式脑机接口、脑-髓-机接口、神经机器人与运动神经解码研究。

个人简历：https://bme.hainanu.edu.cn/info/1107/1819.htm

王啸  讲师

吉林大学学士（2012），长春理工大学硕士博士（2020），海南省“南海新星”。长期从事瞬态信号测试领域的研究，拥有丰富的电子电路系统开发测试经验，致力于高通量脑电神经信号记录系统开发、高通量神经信号数据压缩算法研究以及神经刺激系统开发与应用。

个人简介：https://bme.hainanu.edu.cn/info/1108/1644.htm

郭哲杉  

海南省“南海新星“。上海理工大学学士（2012），浙江大学博士（2019），美国明尼苏达大学神经调控中心博士后（2019~2022），应脉医疗科技（上海）有限公司神经调控部高级科学家（2022）。研究方向：基于脑机接口的在体电生理信息及神经调控，结合影像学、计算机建模等手段，研究神经调控治疗帕金森病、阿尔茨海默症、癫痫、抑郁症等神经系统疾病的神经机制，并开发新型神经调控方法。研究领域涉及神经调控、脑机接口、脑电信号分析与处理等。

个人简介：https://bme.hainanu.edu.cn/info/1108/2292.htm

研究方向：

1.生物医学应用方向的集成电路芯片设计 （Biomedical IC Design）

通过使用高精端节点集成电路的大规模混合模数集成电路的设计制作，以达到超低功耗，低噪声，高密度，超高通道的神经信号记录刺激“片上系统“芯片。

2.无线可植入式神经记录和刺激技术 (Wireless Implantable Neural Recording and Stimulation Techniques）

超高通道高精密度高带宽脑信号无线记录仪通过高频采样达到微秒级时域精度，从而可以完整的采集各个频段的神经生物电信号。 而且通过亚毫米的空间精度实现对单个神经元脉冲信号的观测，及超高通道数，来实现对不同脑区，>1000数目的神经元信号进行同步监测。另外通过可调参数的电刺激对神经网络进行模式化调控，从而研究涉及大面积跨脑区域的初级甚至高级脑功能背后的介观神经环路机制。并推动其在新一代脑机接口、类脑智能等领域的应用。

3.脑机接口 （Brain Machine Interface）

用于帮助肢体创伤或运动神经性疾病病人恢复运动功能。通过对大脑皮层的神经信号的记录分析处理，解码并预测其神经状态，用以生成控制信号来控制外围辅助设备，例如假肢，轮椅，电脑，机器手。同时外围辅助设备上的触觉传感器所感知的信号进行分类处理，通过电刺激（神经刺激系统）传回给大脑形成闭合反馈式的脑机接口系统。当前此领域在全球迅速发展，而目前面临的困难是大脑信号的采样的精度，实时性，和覆盖面积都受到采集设备和技术的限制。这导致了脑机接口设备速度慢，实时性差。这方面的困难可以通过如前所述的超高通道高精密度高带宽脑信号记录仪来克服。此外还需提高对于采集数据的分类处理算法的优化，以提高控制信号产生的速度，由此达到实时脑机接口，从而实现更接近自然健康人体机能的肢体创伤恢复和运动神经性疾病治疗。另外，脑机接口不仅可以用于治疗创伤和疾病，它还可以通过控制辅助设备来进一步提高健康人体的机能，而且是开展类脑研究和人工智能不可或缺的技术手段。

4.用于常见神经性疾病诊断与治疗的仪器设备开发 （Medical Equipment for neurological disease diagnosis and treatment）

据世界卫生组织统计，到2019年为止全世界癫痫病患者和帕金森症患者人数分别为5千万和1千万人。我国帕金森症患者占三成，而癫痫病患者超过1千万。而脑信号记录仪对于脑神经性疾病的研究、预防、诊断以及治疗都有重要作用，也被广泛的应用于人体常规检查和健康监控的应用中。新型超高通道、高时空精度的植入式， 便携式，头置式神经信号记录和刺激系统开发和应用，可以为常见神经疾病（如癫痫，帕金森症，老年痴呆症，顫抖症，慢性神经疼痛）的病理研究、实时监测和精确诊断提供新方法、新手段。并且通过系统的刺激功能，可以对以上疾病实现辅助治疗的效果。

主要成果介绍：

代表性论文

（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. 影响因子: 14.415，SCI，JCR 1区

（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. 影响因子:4.042，SCI，JCR 1区

（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. 影响因子:4.141，SCI，JCR 1区

（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. 影响因子:4.424，SCI，JCR 1区

（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. 影响因子:0.925，SCI，JCR 3区

（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. 影响因子: 10.252, SCI，JCR 1区

（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. 影响因子:3.340，SCI，JCR 1区

（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.

美国专利

（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 (美国).

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

（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 (美国).

著作章节

（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

产品开发

（1）美国黑岩微系统公司 (Blackrock Microsystems) 无线多通道神经记录仪器和接收机产品开发 (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)医疗多通道肌肉刺激器件(2014~2016)

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

科研举例