赵郑拓 博士 博士生导师 研究员
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心
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邮政编码：200031
研究领域
本研究组利用先进微纳加工工艺与新型材料的结合，结合生物医学工程、微电子、机械工程和神经工程等交叉学科背景，系统性的开发与组织兼容，长期稳定的大规模柔性电子神经界面。并将其应用在基础神经科学，脑疾病学，以及侵入式脑机接口等方面的研究。
主要研究方向：
1. 长期稳定, 超高带宽的植入式脑机接口开发及其临床应用
植入式脑机接口通过构建大脑与外部机器间的实时信息传输通道，从而为残疾人恢复感觉及运动功能、治疗神经系统疾病，甚至实现人机共融和人体增强提供可能，也是未来脑机智能技术着重发展的方向。此项技术目前最突出的两个问题是植入体的生物相容性和接口的带宽问题。目前的植入式电极无法长期有效的在体内存在，且测量信号稳定性差，导致其使用寿命短，解码器设计复杂且需要大量的训练和校准。此外，现有接口的信道在一两百左右，提取出来的有效信息有限，因此可实现的控制自由度低且精度较差，大大限制了其应用价值。本研究组致力于开发兼具优异的组织兼容性和上千通道带宽的大规模的超柔电极阵列，以期解决以上两个问题，从而提高植入式脑机接口技术的临床应用价值。未来将通过进一步开发并构建双向、稳定、超高带宽的脑神经界面，利用深度学习来进行大规模神经信号的解码，结合精准刺激，长期稳定记录来实现对脊损伤、瘫痪或其他感知觉障碍病人的高性能运动辅助，以及高分辨率的视知觉重建。
2. 大规模电生理应用于神经性疾病病理学研究、诊断及治疗
神经系统疾病，尤其是退行性疾病，比如帕金森、阿尔兹海默症等往往伴有漫长的发展过程，现有方式很难在动物模型中长期准确地监控疾病造成的大脑结构和功能性改变。大规模柔性电极阵列在大脑中具有长期稳定的测量表现，不仅可以实现对局部病灶微环路变化高分辨率的解析，而且可以在整个功能性回路水平上对疾病模型大脑多个脑区同时进行监测，为病理学研究提供了很好的工具。相比传统研究手段，能够提供更直接（神经元电活动）、更高分辨率（单个动作电位及单细胞精度）、更丰富（多脑区，上千神经元）的病理学信息。此外，该技术平台也可以应用在其他类型的神经性疾病，如癫痫、中风或心理疾病的研究上。本研究组希望利用在大规模电生理上的技术优势，对一些重大脑疾病的病因和发展机制进行研究。由于电生理指标的直接和可靠性，此技术平台还会被用在神经性疾病药物的筛选及疗效评估上。此外，由于电生理通道的双向性，通过颅内微刺激对神经系统的精准调控，从而对某些疾病进行干预和治疗。
3. 集成化的柔性神经界面系统
系统性的神经界面开发除了大规模的前端电极阵列以外，高效的手术植入设备和集成化的数据采集芯片等相关部分也必不可少。本实验室希望利用多学科交叉的工程背景，以及与基础神经科学长期合作经验，开发以及推动以上技术环节的整合与进步，进一步促进柔性神经界面在基础神经科学，以及临床方面的推广与应用。
招生信息
招生专业
招生方向
教育背景
工作经历
2019-09~2020-09, 美国德州大学奥斯汀分校/莱斯大学, 博士后
2020-11 ~ 至今，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心，研究员，课题组长，博士生导师
专利与奖励