项目简介

       随着现代科技和医疗技术的发展，人类预期寿命不断提高，未来50年，60%的人群人均寿命有望超过 90 岁。但现实中多数人在 50-70岁脑功能出现下降，如记忆力下降、痴呆、抑郁、癫痫、脑肿瘤、脑萎缩等等。若这些与大脑相关的问题得不到根本性的改善，一个人群普遍寿命延长的社会将会面临着文化、伦理和经济等层面的巨大挑战。这是人类平均寿命快速增长与大脑工作寿命有限之间的矛盾。近十年来，全球脑科学和神经工程发展极为快速。一方面，包括中国在内的全球主要经济体均在推进脑科学研究，纷纷提出 Brain Project；另一方面，在神经工程领域涌现出一批初创企业。在这些力量的推动下，脑机接口技术不断自我迭代，创造出一个又一个令人激动的里程碑。

      侵入式脑机接口将收集颅内神经信号的电极等传感设备植入到大脑皮层中，或贴合到大脑硬膜上。以这种方式采集的信号具有较高的信噪比和时空分辨率。其通过将硬质、针状的神经电极植入脑内，采集神经信号。当前脑机接口行业面临两大挑战：

      1. 硬质神经电极对大脑造成长期不可避免的损伤；

      2. 大脑的排异反应在电极周边产生胶质瘢痕，影响信号强度。

      因此，采用软神经电极是侵入式脑机接口发展的必然趋势，以最大程度上降低对人体伤害，增强信号强度。本团队从新材料、新技术、新产品三方面对神经电极开展了研究，获得三大核心突破：

      第一，发明了 4 种高性能导电聚合物水凝胶，大幅降低材料成本，电学、力学和生物学性能优于传统电极，打破了西方国家在导电聚合物材料端对我国的进口封锁；

      第二，制备了流变性能优异的导电聚合物墨水，首次实现了导电聚合物直接、快速、高通量 3D 打印，简化了工序，缩小了时间成本；

      第三，开发了植入式多通道软神经探针等新产品，长期稳定性优异，填补了世界软神经电极的空白。

       团队共计申报专利 23 项，核心成员排名第一申报 6 项；在Nature Communications、Science Advances、Neuron 等国际顶级期刊上发表论文 26 篇，其中 ESI 热点论文 1 篇、ESI 高引论文 2 篇，核心成员以第一作者身份发表论文 17 篇。本团队研究工作处于全球引领性位置，获中、美、德等国的十多位院士高度赞扬，被国内外40多家媒体相继报道。

       本项目为研发高性能生物电极、进一步推动人机完美融合奠定了良好的工作基础。为低成本、高性能生物电极的研发提供了理论及技术支持，打破了欧美等西方国家的技术垄断，有力地推进了我国“脑计划”发展，有望解决人类平均寿命与大脑工作寿命之间的矛盾。