人工智能電子計(jì)算機(jī)工程前沿：腦機(jī)接口【大學(xué)組】

電子計(jì)算機(jī)工程/人工智能

項(xiàng)目背景

“2017年3月，硅谷科技風(fēng)向標(biāo)埃隆·馬斯克宣布創(chuàng)辦Neuralink公司，計(jì)劃在4年內(nèi)開(kāi)發(fā)出首個(gè)用于治療腦部疾病的腦機(jī)接口產(chǎn)品，未來(lái)將開(kāi)發(fā)高生物相容性的植入神經(jīng)接口，實(shí)現(xiàn)人工智能植入人腦，取代人類(lèi)的自然語(yǔ)言交流，實(shí)現(xiàn)顛覆性的智能人機(jī)接口技術(shù)?！痹谌斯ぶ悄芨拍钇占暗慕袢?，腦機(jī)接口將成為開(kāi)啟將人變?yōu)椤昂粯幼杂傻乃季S”，將科幻帶進(jìn)現(xiàn)實(shí)的最后一道大門(mén)，也是生命科學(xué)希望攻克的最后一道課題。打通人工智能與機(jī)器的聯(lián)結(jié)，意味著人類(lèi)可以通過(guò)腦電控制假肢、輪椅、機(jī)器人等身邊的事物，借助深度學(xué)習(xí)打造電腦，徹底顛覆人類(lèi)的生活。項(xiàng)目將聚焦腦機(jī)接口這一前沿交叉研究課題。

項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括神經(jīng)工程和腦機(jī)接口、膜生物物理學(xué)、動(dòng)作電位傳導(dǎo)、神經(jīng)信號(hào)記錄和刺激、神經(jīng)修復(fù)、數(shù)據(jù)分析與管理。學(xué)生將通過(guò)項(xiàng)目了解人工智能為生命科學(xué)賦予的機(jī)會(huì)與限制以及腦機(jī)接口的具體案例，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

適合人群

大學(xué)生

電子計(jì)算機(jī)工程、生命科學(xué)、人工智能、軟件工程等專(zhuān)業(yè)或者希望修讀相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生

導(dǎo)師介紹

加州大學(xué)洛杉磯分校終身正教授

Dejan導(dǎo)師現(xiàn)任加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）電子計(jì)算機(jī)工程終身正教授，獲得美國(guó)自然科學(xué)基金（NSF）早期職業(yè)獎(jiǎng)（Early Career Development Awards)、ISSCI杰出論文獎(jiǎng)，擁有加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位。Dejan導(dǎo)師的研究聚焦植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、領(lǐng)域特定計(jì)算、設(shè)計(jì)方法論，在國(guó)際知名期刊發(fā)表論文110余篇，h指數(shù)41，i10指數(shù)114，引用量高達(dá)6438。

任職學(xué)校

加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）始建于1919年，是一所擁有百年歷史的世界著名公立研究型大學(xué)，培養(yǎng)了14名諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，是美國(guó)“新常春藤”名校之一。UCLA在2020年U.S.News美國(guó)公立大學(xué)排名首位、計(jì)算機(jī)科學(xué)排名第十三，在2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學(xué)排名第九。

項(xiàng)目大綱

神經(jīng)工程和腦機(jī)接口：腦研究、腦結(jié)構(gòu)、腦機(jī)接口、應(yīng)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(xué): 膜電位、神經(jīng)元細(xì)胞動(dòng)力學(xué)、霍奇金-赫胥黎模型，膜生物物理學(xué)、神經(jīng)元的電化學(xué)模型和動(dòng)態(tài)行為（動(dòng)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(dòng)作電位傳導(dǎo)：電極/溶液界面、電極陣列、臨床實(shí)例，離子流和電流、膜電位、動(dòng)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(jīng)信號(hào)記錄和刺激：神經(jīng)信號(hào)刺激，神經(jīng)信號(hào)記錄，閉環(huán)神經(jīng)調(diào)節(jié)；細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外刺激，強(qiáng)度-時(shí)間曲線，神經(jīng)信號(hào)處理Neural recording and stimulation. Neural stimulation, neural recording, closed-loop neuromodulation; intracellular and extracellular stimulation, strength-duration curve, signal processing.

神經(jīng)修復(fù)、數(shù)據(jù)分析與管理：心臟起搏器、人工耳蝸、腦深部刺激、脊髓刺激，數(shù)據(jù)分析，社會(huì)影響，神經(jīng)治療技術(shù)，未來(lái)應(yīng)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(xiàng)目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時(shí)間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表（可用于申請(qǐng)）

結(jié)業(yè)證書(shū)

成績(jī)單