2024暑期iHUB·深圳：EE電子工程 腦機接口專題: 基于電子信息與人工智能技術的BCI系統開發(fā)及其應用綜合研究【大學組】

專業(yè)：人工智能,工程

項目類型：海外導師線下項目

開始時間：2024年07月20日

是否可加論文：是

項目周期：1周在線科研+14天面授科研+5周在線論文指導

語言：英文

有無剩余名額：余3位

建議學生年級：大學生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：電子與計算機科學電子工程電子電氣工程計算機工程人工智能生物醫(yī)學生命科學

地點：深圳國際預科書院

建議選修：Matlab：從入門到實戰(zhàn)

建議具備的基礎：電子計算機工程、生命科學、人工智能、軟件工程等專業(yè)或者希望修讀相關專業(yè)的學生； 需要具備大學微積分及Matlab編程基礎；

產出：1周在線科研+14天面授科研+5周在線論文指導 項目報告 優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導（可用于申請） 結業(yè)證書 成績單

項目背景：腦機接口（BMI，Brain-Machine Interface）是一種前沿科技，它允許大腦與外部設備或計算機系統進行直接通信。這項技術結合了神經科學、生物醫(yī)學工程、計算機科學等多個領域的知識，通過解碼大腦活動產生的神經信號，實現對外部設備的控制或接收來自外部設備的信息。近年來，隨著科技的飛速進步，腦機接口技術也取得了顯著的突破和發(fā)展。 在腦機接口的發(fā)展歷程中，早期的研究主要集中在動物實驗上，如猴子通過腦電信號控制機械臂抓取食物等。隨著技術的不斷成熟，人類也開始嘗試利用腦機接口實現更高級的功能，如通過意念控制假肢、實現視覺或聽覺的替代等。此外，腦機接口還在醫(yī)療領域發(fā)揮了重要作用，如幫助癲癇患者定位病灶、輔助帕金森病患者的治療等。 目前，腦機接口技術正朝著更高精度、更低延遲、更易于使用的方向發(fā)展。隨著神經解碼技術的進步，科學家們已經能夠更準確地識別大腦中的神經信號，從而實現更精確的控制。同時，隨著硬件設備的不斷升級，腦機接口的延遲也在逐漸降低，使得用戶能夠更流暢地與外部設備互動。此外，研究者們還在努力探索如何將腦機接口技術與其他技術相結合，如虛擬現實、增強現實等，以創(chuàng)造出更加豐富多樣的應用場景。

項目介紹：學生將通過本項目學習前沿的腦機接口技術及其具體應用案例，以及人工智能為生命科學賦予的機會與限制，具體內容包括神經工程和腦機接口、膜生物物理學、動作電位傳導、神經信號記錄和刺激、神經修復、數據分析與管理等。在項目結束時提交項目報告，進行成果展示。Through this project, students will learn cutting-edge brain-computer interface technologies and specific application cases, as well as the opportunities and limitations that artificial intelligence provides for life sciences, including neural engineering and brain-computer interface, membrane biophysics, action potential conduction, neural signal recording and stimulation, neural repair, data analysis and management, etc. Submit a project report at the end of the project and present the results.

項目大綱：神經工程和腦機接口：腦研究、腦結構、腦機接口、應用Introduction to neuroengineering and brain-machine interfaces (BCIs). Progress in brain research, brain structures, brain-computer interfaces, applications. 膜生物物理學: 膜電位、神經元細胞動力學、霍奇金-赫胥黎模型，膜生物物理學、神經元的電化學模型和動態(tài)行為（動作電位）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). 動作電位傳導：電極/溶液界面、電極陣列、臨床實例，離子流和電流、膜電位、動作電位Action potential propagation. Electrode-solution interface, electrode arrays, clinical examples; learn ionic flow and current, membrane potential, origin of action potential. 神經信號記錄和刺激：神經信號刺激，神經信號記錄，閉環(huán)神經調節(jié)；細胞內、細胞外刺激，強度-時間曲線，神經信號處理Neural recording and stimulation. Neural stimulation, neural recording, closed-loop neuromodulation; intracellular and extracellular stimulation, strength-duration curve, signal processing. 神經修復、數據分析與管理：心臟起搏器、人工耳蝸、腦深部刺激、脊髓刺激，數據分析，社會影響，神經治療技術，未來應用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. 項目回顧與成果展示Program Review and Presentation 論文輔導 Project Deliverables Tutoring