1.项目介绍

介入式脑机接口材料—器件—交互—系统一体化研究由段峰教授牵头，联合材料、电子、光学、医学、心理学与认知科学等多学科团队协同开展。项目面向国家脑科学与类脑研究、脑机接口、高端医疗装备及智能康复等重大战略需求，聚焦脑卒中等神经功能障碍人群在神经信号获取、运动意图识别、功能重建与长期康复中的关键瓶颈，凝练出“介入式脑机接口如何在复杂血管与神经微环境中实现高质量神经信息获取、稳定解码与闭环康复调控”这一重大交叉科学问题。

项目构建“高质量信号获取—多模态融合解码—介入调控反馈—功能重建与康复促进”的系统研究路径，设置“新材料—新器件—新感测—新交互—新体系”五个方向、五个子课题协同推进。创新点在于：突破血管内长期服役的柔性封装与碳基电极材料，实现电生理与生化信号在柔性平台上的同步采集，研制光—电一体式血管内探头实现血氧、神经递质等标志物实时监测，并首次将认知、心理与行为变量的调节机制引入介入式脑机接口的交互与解码优化。

在研究目标上，阶段目标为逐年贯通材料—器件—感测—交互—体系各环节并完成系统集成与应用验证；长期目标为形成具有自主知识产权的一体化技术链条与应用验证平台，推动介入式脑机接口由单一信号采集控制工具向智能康复系统演进。预期发表高水平论文10篇、申请发明专利5项，举办“神经介入工程”国际学术研讨会，建成2门交叉课程，培养总规模不少于15名、每年不少于3名的项目制研究生队伍，持续凝练形成“微创介入+脑机融合+智能康复”特色的“神经介入工程”新兴交叉方向。

2.项目负责人及团队骨干 

段峰:项目负责人/课题4负责人/主导师教授、博士生导师，南开大学医学院副院长，研究领域：医工交叉融合（介入式脑机接口、智能康复）。长期从事介入式脑机接口与医工交叉融合研究，牵头本项目总体设计与介入式意图识别、脑机协同控制体系（课题4）攻关，在血管介入方式实现脑神经信息采集、调控与康复应用方面积累了系统性经验。作为团队核心，统筹材料、器件、感测、交互与系统五个方向的协同贯通，并主持医材脑机交叉培养单元的育人工作。

黄毅:课题1负责人/主导师教授、博士生导师，材料科学与工程学院，研究领域：功能与智能材料。聚焦柔性生物材料与功能封装体系研究，负责课题1“高时空分辨率神经记录电极与生物相容性封装新材料”，重点解决复杂血管与神经微环境下功能材料的生物相容性、柔顺性与长期服役稳定性问题，为介入式脑机接口长期安全运行提供材料基础，并主持材器融合交叉培养单元。

李希艳:课题2负责人/主导师研究员、博士生导师，电子信息与光学工程学院，研究领域：半导体器件。从事微纳器件与半导体传感研究，负责课题2“多模态微纳集成传感新器件”，围绕柔性阵列电极、多参数感知单元与同步采集硬件集成开展攻关，推动材料与封装能力向可部署、可集成、可联调的脑机核心器件转化，并主持器感协同交叉培养单元。

王方:课题3负责人/主导师副教授、博士生导师，电子信息与光学工程学院，研究领域：特种玻璃光纤器件。专注特种光纤与生物光子传感研究，负责课题3“光纤探测脑内生物指标新感测技术”，面向血氧、神经递质等关键生物标志物构建微型化、实时化、多模态监测能力，为脑状态感知与多模态融合提供支撑，并主持智感算法交叉培养单元。

刘文理:课题5负责人/主导师副教授、博士生导师，社会学院，研究领域：心理发展与行为适应。从事心理与认知科学、行为适应研究，负责课题5“介入式脑机新交互机制与行为适应评价”，研究注意状态、认知负荷、动机水平、自我效能感等因素对信号质量、解码稳定性与训练效果的影响，将心理变量转化为工程可用指标，并主持心脑交互交叉培养单元。

3.项目拟推进的多学科交叉研究方向

（1）新材料方向·高时空分辨率神经记录电极与生物相容性封装

核心问题：介入环境下功能材料的生物相容性、柔顺性、界面稳定性与长期服役能力。融合学科：材料科学、生物医学工程、介入医学。研究手段与平台：柔性生物材料制备、表征分析与长期耐受评估。主要内容：研制适用于复杂血管与神经微环境的电极材料与柔性封装体系，构建兼具高质量神经信号记录能力与长期安全性的材料基础。应用前景：为介入式脑机接口长期稳定运行提供可长期服役的基础载体。

（2）新器件方向·多模态微纳集成传感新器件

核心问题：核心器件微型化、柔性化、多模态化与高集成化。融合学科：电子信息、半导体器件、柔性电子。研究手段与平台：柔性阵列电极、多参数感知单元与同步采集硬件集成。主要内容：突破微型血管环境下多模态传感器集成关键技术，实现电生理信号与生化信号在柔性平台上的同步采集，形成高灵敏度、低串扰、可长期稳定工作的微纳集成传感器件。应用前景：为多模态感测与系统控制提供硬件平台支撑。

（3）新感测方向·光纤探测脑内生物指标新感测技术

核心问题：血液干扰条件下多模态光学信号的高信噪比采集与实时监测。融合学科：光学工程、仪器科学、生物传感、神经工程。研究手段与平台：微型化光—电一体式血管内探头与多源数据协同观测平台。主要内容：面向血氧、神经递质等关键生物标志物，构建神经电信号与生物化学信息同步获取的多模态感测能力。应用前景：为脑状态识别、多模态融合与意图解码稳健性提供更丰富的状态信息。

（4）新体系方向·介入式意图识别与脑机交互协同控制

核心问题：多模态信号融合、意图识别、脑机协同控制与闭环训练机制。融合学科：人工智能、信号处理、自动控制、康复医学。研究手段与平台：多模态解码模型训练、在线解码与系统联调平台。主要内容：将关键材料、核心器件与多模态感测能力整合为可用于神经信号解码、康复控制与功能训练的系统能力。应用前景：推动介入式脑机接口由单一信号采集控制工具向智能康复系统演进。

（5）新交互方向·介入式脑机新交互机制与行为适应评价

核心问题：认知、心理与行为变量对脑电可解码性、神经可塑性与系统稳定性的调节机制。融合学科：心理学、认知科学、人机交互、康复工程。研究手段与平台：任务范式设计、人因评价与行为实验方法。主要内容：研究注意状态、任务投入、认知负荷、动机水平、自我效能感等因素对信号质量、解码稳定性与训练效果的影响，构建基于认知规律的人机交互与智能康复模型。应用前景：为系统输入优化、训练过程调节与康复应用评价提供支撑。

4.项目制研究生招生专业背景要求

结合项目研究急需的前沿交叉领域，从问题导向提出招生专业背景要求，不局限于学科专业目录，主要面向以下相关领域：

(1) 材料学、柔性电子、电子信息、生物医学工程等方向（对应材器融合单元）：具备材料制备、表征与器件封装基础，愿意向长期稳定性与器件集成研究延伸。

(2) 电子信息、光学工程、仪器科学、生物传感、神经工程等方向（对应器感协同单元）：具备器件开发、光纤感测或多模态数据采集基础。

(3) 人工智能、信号处理、自动控制、脑机接口等方向（对应智感算法单元）：具备算法能力，愿意深入理解硬件采集链路与系统联调需求。

(4) 心理学、认知科学、人机交互、康复工程等方向（对应心脑交互单元）：具备认知行为研究基础，愿意进入脑机系统真实应用场景开展交叉研究。

(5) 医学、生物医学工程、材料学、康复工程、神经工程等方向（对应医材脑机单元）：能够理解医学场景需求，参与材料适配与系统验证研究。

综合能力要求：具备扎实的专业基础与较强的综合学习能力，能够在保持本学科方法训练的同时，进入至少两个方向实验室轮转，参与跨课题联合实验、多模态同步采集与系统联调，形成面向介入式脑机接口系统构建与智能康复应用的交叉研究能力。

5.项目组联系方式

联系人：段峰（项目负责人）

邮箱：duanf@nankai.edu.cn