植入式腦機接口的長期穩定性研究

《植入式腦機接口的長期穩定性研究》是依託浙江大學，由張韶岷擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植入式腦機接口的長期穩定性研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：張韶岷
• 項目類別：面上項目

項目摘要

植入式腦機接口作為當前多學科交叉研究的前沿熱點，已經在動物實驗和臨床研究中取了巨大的成功，但是長期記錄過程中存在的神經信號衰減和神經活動非穩性，極大影響了系統的長期穩定性，並已成為阻礙該技術進入實際套用的瓶頸。本項目擬利用植入式腦機接口的動物平台，從神經信號的記錄、分析和解碼三個方面對系統非穩性的現象，產生原因和解決方案開展相關的研究。通過考察電極與皮層之間的生物-器件界面的長期變化，研究長期記錄過程中神經信號衰減和丟失現象，揭示影響神經信號記錄的物理、化學或生物學原因和機制；研究運動皮層神經信號的長期生理表征和神經解碼性能變化，揭示影響神經活動非穩性的生理機制；在上述工作的基礎上，分別從信號特徵和解碼模型兩個方面著手，構建若干神經解碼模型，從工程技術角度上實現對神經信號的長期穩定解碼，為植入式腦機接口下一步的臨床套用研究奠定堅實的基礎。

結題摘要

植入式腦機接口作為當前多學科交叉研究的前沿熱點，已經在動物實驗和臨床研究中取了巨大的成功，但是長期記錄過程中存在的神經信號衰減和神經活動非穩性，極大影響了“系統的長期穩定性”，並已成為阻礙該技術進入實際套用的瓶頸。 本項目利用植入式腦機接口的動物平台，從神經信號的記錄、分析和解碼三個方面對系統非穩性的現象，產生原因和解決方案開展相關的研究。通過考察電極與皮層之間的“生物-器件界面”的長期變化，研究長期記錄過程中神經信號衰減和丟失現象，揭示影響神經信號記錄的物理、化學或生物學原因和機制；研究運動皮層神經信號的長期生理表征和神經解碼性能變化，揭示影響神經活動非穩性的生理機制，為局部場電位在植入式腦機接口中的套用奠定了理論和實驗基礎。在上述工作的基礎上，課題組分別從柔性電極製備、多源信號融合和解碼模型多個方面著手，提出了聯合場電位信號和構建強化學習的神經解碼等新方法，從工程技術角度上實現對神經信號的長期穩定解碼，並初步嘗試了基於ECoG的植入式腦機接口的臨床轉化研究。 目前，本項目已順利完成了預期目標。在項目的資助下，研究成果共發表期刊論文16篇（SCI收錄），會議論文15篇（EI收錄），參與專著編寫1本，申請發明專利6項其中授權發明專利3項，授權軟體著作權2項。其中代表性論文被Nature、Nature Communication、Nature Medicine和Current Biology等學術期刊引用，基於ECoG信號控制的智慧型假肢控制系統在國內率先開展了植入式腦機接口的臨床轉化研究，被CCTV News和人民日報等國內外媒體紛紛進行了報導。