从2.2克微型成像探头,到一体化闭环脑机接口,这条学科交叉与仪器自主创新的道路,它的起点在十多年前,也是未来十多年我要追寻的方向。对我而言,每一项重大科研任务,每一次关键技术突破,都让我更多地领略到生命之美。
程和平(主办方供图)打破壁垒的活体“读脑”利器
我的学术生涯,是一段深耕学科交叉的实践历程。早年在北大求学时,我的导师曾叮嘱:做研究早年一定要吃透一门专长,同时掌握两门关联学科,在此基础上再广泛拓展知识边界。这套治学理念,奠定了我数十年科研道路的坚实基础。
在博士阶段的研究中,我取得了科研生涯的第一个标志性成果。我和团队利用自主改造的二手共聚焦显微镜,发现并命名了细胞内钙信号的最小功能单位——“钙火花”。1993年,这项原创成果发表于国际顶刊Science;2004 年,该论文被学界誉为百年以来心肌研究领域十大里程碑论文之一。
归国后,我深切感受到国家与时代的召唤:要做从零到一的源头创新,需要有自主研发的独门利器,而高端生命科学仪器自主创制正是我国原始创新的关键短板。2014年,我牵头获批国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项,组建了跨学科、跨机构的攻关队伍,奋战多年,最终成功研制出重量仅为2.2克的微型双光子成像探头;将其佩戴于小动物头部,可对其自由运动时大脑内成百上千个神经元开展实时动态成像。这项成果入选“2017年中国科学十大进展”,并获评Nature Methods 2018年度重大方法学突破。
向脑机接口的“珠峰”持续攀登
脑科学研究可归纳为“读、释、写、仿”四大核心方向。目前,我们自研的成像装备已初步完成“读”的技术落地。在此基础上,我们需要进一步实现“释”,即解析海量神经数据,挖掘信号背后对应的心理参数、行为意图与语义逻辑。而“写”则是通过外部信号对大脑神经活动进行精准、可控的干预调控。
我给自己定下了未来十年的核心目标:攀登脑机接口领域的“珠峰”,它的峰顶,就是打造集“读、释、写、仿”于一体的闭环脑机系统。当然,这个目标无法一蹴而就,如同登山探险一般,需要循序渐进、爬坡过坎。期望用十年左右的时间实现整套体系的核心突破。
具体而言,当前我们正处于动物大脑活体观测阶段;下一阶段的核心任务是高精度神经信号解码,并同步匹配行为学数据;随后,我们将搭建脑信号实时反馈闭环,这一环节离不开专用神经芯片的技术支撑;远期,还要将数字脑仿真、脑类器官研究与真实大脑结构数据深度融合,探索“仿”的边界。
与之相关的,我们团队此前12年完成了一个意义重大的大科学工程——主持建成国家“十四五”重大科技基础设施“多模态跨尺度生物医学成像设施”。我将这座大科学装置命名为“生命观象台”,它实现了从分子到人、全景式观测生命的结构与过程。我们将依托这件国之重器,持续迭代自主研发的成像装备,融合光、电、磁、声多模态探测技术,推动实现神经信号“读写闭环”。未来十年,期待“脑机交互”“脑际交互”的梦想化为现实。让我们拭目以待。
近日,四川农业大学动物医学院猪病研究中心黄小波课题组在自然指数(Nature index)期刊Journal of Biological Chemistry发表 1923年2月14日,学者张君劢应邀到清华学校演讲,演讲的主题是“人生观”,要点是说明科学与人生观的差异,张君劢的观点引起地质 未来航天会是什么样?它会是在现有技术的基础上缓慢地进步吗?还是会以一种更激进、更意想不到的方式向前?人们能否实现类似 研究生教育是高等教育的最高层次,是衡量一个国家高等教育竞争力的关键标志,是拔尖创新人才自主培养的主渠道。在研究 ? 2023年12月14日,自然科学基金委化学科学部在北京召开会议,对2017年度资助的国家自然科学基金创新研究群体项目进 关于公布2023年度山东省优秀青年科学基金项目(海外)拟立项项目的通知 各有关单位: 2023年度山东省优秀青年科学基金项目( 。本文链接:程和平院士:从2.2克微型探头到未来脑机接口http://www.sushuapos.com/show-11-36011-0.html
声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。
上一篇: 顾晓松院士:人机共生连接美好未来
下一篇: 赵继宗院士:脑机接口的百年探索与中国实践