科研與學術

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科研團隊

2001年建院初期,学院主要是依托原自动化系的生物医学工程和仪器教研室,仅有三位老师,算不上1个团队。至2015年,学院科研團隊增至15个,分别是:神经工程研究团队,视觉机制与计算研究团队,模式识别与脑成像研究团队,数字健康工程技术研究团队,生物信息学研究团队,植物分子细胞生物学研究团队,动物生理学研究团队,神经免疫研究团队,蛋白质工程团队,神经疗法·社会认知与情感神经科学团队,微纳医学工程研究团队、植物基因组工程研究团队、视觉注意与眼动研究团队、计算医学团队和中国-古巴神经科技转化前沿研究联合实验室团队。

1.神經工程研究團隊

團隊帶頭人:堯德中

该团队主要致力于脑与周围环境在各个层次上的交互机制与工程化技术的研究(Brain-X Interaction:BXI),具体包括两个方面:⑴脑机接口(Brain-Computer Interface:BCI)技术研究,研制针对性的BCI信号采集处理软硬件、发展高效的模式识别理论与方法;⑵BXI机制研究,基于神经影像(MRI)和神经电生理(EEG/MEA)技术,发展针对性的计算模型和多模融合技术,探讨大脑功能的可塑性机制与脑网络机制,为BXI技术的发展提供理论依据。

团队长期从事自主特色的仪器系统、分析方法和软件的研制,以及脑-机交互机制、视觉脑机制、选择性注意、音乐与语言认知、社会认知、癫痫以及抑郁等方面的实验研究与计算模拟分析,部分研究工作位于国内前列,达到了国际先进水平。近5年来,团队承担包括国家973课题、863项目、国家重大科研仪器设备研制专项、国家自然科学基金重点项目等重大课题50余项。在国内外重要学术期刊发表SCI论文300余篇,其中影响因子IF>5的论文30余篇,其中包括认知神经方面的刊物:Brain, NeuroImage, Human Brain Mapping, Frontiers in Neuroendocrinology, Brain structure and function等;信息类刊物:IEEE Trans 系列;应用物理刊物:Phys Rev E, Phys Med Biol等;神经科学、医学类刊物:PLoS Genetics,、Molecular Psychiatry, Journal of Neuroscience, New England Journal Medicine;以及综合类刊物:PNAS, Current Biology, PLoS One, Scientific Reports等。获得教育部自然科学一等奖1次,科技成果二等奖1次。

2.視覺機制與計算研究團隊

團隊的帶頭人:李朝義院士。

團隊致力于從單個視細胞、細胞集群(局部網絡)、視知覺行爲等多個水平和角度對大腦視知覺的神經機制進行研究,比如各個層次神經元的經典感受野及非經典感受野特性研究,以及顔色恒常、輪廓整合、視覺選擇性注意機制等研究。在此基礎上建立相應的視覺計算模型,以解釋和預測相關的視覺電生理及心理物理學實驗數據,並將模型應用于複雜圖像分析與處理,爲計算機視覺的有關應用提供有效的解決方案和關鍵技術。

主要研究方向:⑴大腦視覺信息加工的神經機制;⑵視覺計算模型及其在圖像處理中的應用。

3.模式識別與腦成像研究團隊

團隊帶頭人:陳霖院士、陳華富教授

现任中国科学院生物物理研究所认知科学重点实验室学术委员会主任,北京磁共振脑成象中心主任。中国认知科学学会理事长。2003年当选中国科学院院士。曾任美国国立精神卫生研究院adjunct investigator,Texas大学San Antonio脑成象中心adjunct professor,慕尼黑大学人类中心extraordinary member,香港大学荣誉教授,台湾中医药大学兼职教授。系列“国际认知科学大会”指导委员会委员,国际认知科学联合会主席。

研究涉及腦網絡組的基礎理論、方法與算法、多尺度腦網絡組和腦信息模式識別方法研究,以及相關方法在神經精神疾病多模態影像學表征、腦信息編碼和解碼、情緒認知和腦發育及神經精神疾病方面的應用。主要研究方向:⑴神經信息工程;⑵醫學成像與圖像處理技術;⑶醫學成像與圖像處理;⑷生物醫學信號與信息處理

     4.数字健康工程技术研究团队

團隊帶頭人:廖邦富教授、李科教授

團隊致力于醫學信息學、醫療數據挖掘和醫學圖像處理技術的研究,並從事數字化醫療相關研究,涉及重大疾病的數據倉庫建設及數據分析模型、數據挖掘技術的研究,網絡醫學知識的獲取、聚類及搜索技術的研究,醫學圖像的分割、分類、聚類以及基于內容的圖像信息檢索技術的研究等。參與和主持包括國家自然科學基金、科技部分支撐計劃、四川省科技攻關計劃等項目的若幹。團隊研究采取産學研聯合的形式與數字健康領域相關企業合作。

主要研究方向包括:⑴區域醫療信息平台技術和互聯網健康管理技術;⑵基于電子病曆的醫療數據挖掘技術;⑶基于循證醫學的臨床輔助支持技術;⑷口腔醫學數字化和醫學影像技術。該團隊主要研發相關方向的核心技術,並形成技術産品,服務于社會。

5.生物信息學研究團隊

團隊帶頭人:饒妮妮教授和黃健教授。

主要研究方向包括:⑴化學信息學與計算機輔助藥物設計;⑵基因組信息學;⑶蛋白質信息學;⑷系統生物學。在小分子水平,進行量子計算與計算機輔助藥物設計研究;在基因組水平,研究真核與原核功能重要基因的准確預測及其相互作用;在多肽與蛋白質層面,關注蛋白質的定位、結構與功能,尤其是抗原、抗體、多肽適配體及自組裝肽的基礎與應用研究;在系統水平,側重基于芯片數據的蛋白質相互作用網絡的可靠性與可重複性,並開展複雜疾病如癌症和心血管疾病網絡的研究。

6.植物分子細胞生物學研究團隊

團隊負責人:楊足君教授。

團隊綜合利用分子細胞生物學的前沿技術,在染色體工程、分子育種、基因組進化與生物信息學等領域開展相關研究。

主要研究方向:(1)基于外源染色質轉移的植物新種質創新與新基因鑒定;(2)外源基因在小麥背景中表達的遺傳學研究與新品種培育;(3)外源染色質滲入小麥引起的表觀遺傳修飾與基因組適應性進化研究。。

7.動物生理學研究團隊

團隊負責人:周紅教授。

該團隊研究魚類免疫機制,分析免疫分子、免疫細胞及免疫系統的功能進化信息,闡明相關的分子細胞機制,完善和彌補經典免疫學內容。

研究方向:⑴研究細胞因子的合成、分泌及作用機制,包括分離鑒定它們的受體(標志分子)、信號通路和轉錄因子等;⑵挖掘參與免疫反應的粘附分子,揭示它們在免疫細胞的發育、分化和激活等生理過程中的作用,闡明相關的分子機制。

8.神經免疫研究團隊

團隊負責人:遊自立教授。

該團隊致力于探索腦-免疫系統交互對話的生理功能和病理意義及其在疾病治療中的應用。

主要研究內容:⑴中樞炎症因子平衡變化及其生理功能與病理效應,探索社會、生理、心理因素(如應激)對大腦發育、行爲認知的影響,揭示炎性細胞因子在中樞的表達及其信號傳導途徑;⑵神經炎症的細胞基礎與神經病理途徑,探索小膠質細胞激活途徑(表型變化)在神經退行性改變中的作用,從神經發生途徑闡述神經炎症所致行爲認知改變的發生機制;⑶神經藥理與天然藥物開發。

9.蛋白質工程團隊

團隊負責人:湯麗霞教授。

主要從事鹵醇脫鹵酶的研究工作,鹵醇脫鹵酶是一類通過分子內親核取代機制催化鄰鹵醇轉化爲環氧化物的脫鹵酶,可以高效高選擇地催化環氧化物和鄰鹵醇之間的轉化,可以用來合成一類具有光學純的高價值中間體,環氧化物及β-取代醇等,因此,鹵醇脫鹵酶在手性藥物及精細化工合成領域具有十分重要的應用前景,從菌種選育、酶性質分析、酶的分子克隆,到酶高效表達以及手性藥物中間體合成都進行了大量的研究工作。

研究方向:⑴應用蛋白質工程技術改造生物酶催化劑的催化特性,改善其在極端環境下的穩定性,提高生物催化劑的應用潛能;⑵應用多酶體系催化合成在精細化工及醫藥領域有重要意義的手性中間體的新方法研究;⑶富含半胱氨酸蛋白的氧化重折疊研究;⑷生物活性天然産物的分離及運用相應的菌株/生物酶開展活性成分的生物轉化研究。

10.神經療法·社會認知與情感神經科學團隊(http://www.neuscan.org/

团队负责人:Keith Kendrick教授、Benjamin Becker教授

團隊研究大腦在功能紊亂和情感障礙下的結構改變及功能連接,並針對自閉症、抑郁症、精神分裂症等精神疾病尋找潛在的行爲及藥物治療方法。通過大腦行爲成像和遺傳藥理學等技術手段,分析和處理大腦神經信息,探索能夠促進大腦學習的社會性獎勵、反饋及相關大腦機制。

具體的研究方向有:⑴通過磁共振大腦成像,分析荷爾蒙(如催産素)等物質對人的社會行爲、共情反應、吸引程度及決策判斷的影響;⑵自閉症、社會焦慮、抑郁症、精神分裂症的神經網絡及相關基因研究;針對此類疾病研發新型治療方法;⑶人類杏仁核的認知及情感功能;⑷研究社會認知、模仿學習和情感産生的鏡像神經網絡;⑸探索能夠促進大腦學習的社會性獎勵、反饋及相關大腦機制;⑹催産素、腦部刺激和生物反饋在精神疾病中的治療作用。⑺藥物和荷爾蒙在認知功能障礙中的治療作用。

11.生物力學與納米醫學實驗室

團隊負責人:劉贻堯教授。

該團隊瞄准生物醫學、力學、化學、物理、材料學等交叉科學前沿領域開展創新研究,主要圍繞腫瘤微環境-腫瘤細胞相互作用的力學-生物學耦合機制,以及新型多功能化微納載體構建及其生物醫學應用展開。

具体包括三方面:⑴肿瘤细胞生物力学研究,解析肿瘤细胞转移的生物物理/生物力学规律及其调控途径,寻找新的分子标志物或分子靶标;⑵智能靶向微纳系统输送系统与生物传感研究,发展新一代微纳尺度的多功能纳米载体系统,用于药物/基因靶向递送;⑶纳米分子影像研究,开展多模态和多功能能新型纳米分子影像探针,主要包括MR成像、光学成像、超声成像等分子探针,并着力于探索诊疗一体化微纳系统,用于肿瘤等疾病的的早期诊断与治疗。已在国内外重要学术期刊Biotechnol Adv、Biomaterials、J Control Release发表SCI论文70余篇,申请国家发明专利20余项。

12.植物基因組工程研究團隊

團隊負責人:張勇教授。

團隊重點圍繞“應用前沿基因組工程及合成生物學方法及技術實現植物種質原始創新”的核心目標開展工作。

主要研究方向:(1)序列特異性核酸酶介導的基因組定向遺傳修飾;(2)基因組長程調控原件鑒定、功能分析及工程化應用;(3)基因組工程及合成生物學在重要作物及資源植物種質創新中的應用。

团队成员在包括Nature Biotechnology、Genome Research、Genome Biology、Nucleic Acids Research、Plant Physiology等高水平研究期刊上发表论文超过70篇(SCI论文39篇,2篇论文入选ESI高影响力论文),研究工作得到国家自然科学基金、国家转基因重大专项、国家博士后科学基金等项目资助。

13.視覺注意與眼動研究團隊

團隊負責人:李淩教授。

研究团队主要利用行为手段(包含眼动行为、干预行为)、现代成像技术和现代信号处理方法来探索视觉注意的神经机制。围绕着Desimone & Duncan (1995) 和Miller & Cohen (2001) 提出的注意模型。

主要研究方向:1)有視覺搜索的認知加工過程、2)視覺選擇性注意的感知覺加工過程、3)視覺注意和工作記憶的交互作用、4)老齡對視覺注意的影響和作用、5)視覺注意和工作記憶網絡研究。

承担国家自然科学基金项目5项,近四年发表SCI论文16篇,包括在Journal of Neuroscience,Neurobiology of Aging等专业顶级杂志中发表,发表论文被Science、Cell、Neuron、Neuroscience and Biobehavioral Reviews等期刊杂志引用。

实验室网站: http://www.vision.uestc.edu.cn/

14.計算醫學團隊

團隊負責人:蔣田仔教授。

團隊主要開展信息科學、神經科學和臨床醫學等學科的綜合交叉研究,試圖利用影像技術、電生理技術、影像遺傳學等方法研究不同時空尺度上腦網絡的形成、腦功能的網絡機制、腦功能異常及康複過程的腦網絡表征等問題,在網絡水平探索人類重大腦疾病的早期預測和早期診斷的生物標志。

主要研究方向:1)脑网络组图谱:利用各种脑成像技术构建并验证人类及非人灵长类动物的脑网络组图谱,并应用于抑郁症、自闭症等神经精神疾病的研究;2)脑进化机制:基于多模态神经技术研究人和非人类灵长类脑结构和功能的进化机制及其脑网络表征; 3)脑发育,老化机制:基于多模态神经技术研究人脑结构和功能的发育老化机制及其脑网络表征; 4)神经调节及康复:利用神经成像和神经调节技术(TMS, tDCS,ECT) 研究神经精神疾病治疗和康复的脑网络机制; 5)影像遗传学:研究脑疾病易感基因对脑结构、功能和行为的调控机制及相关的动物转基因模型。

15.中國-古巴神經科技轉化前沿研究聯合實驗室團隊

团队负责人:Pedro Antonio Valdes Sosa教授。

該團隊主要致力于癡呆、抑郁症、學習障礙等多發性神經疾病和精神障礙的早期監測、幹預和康複手段的研究工作,並將進行相關疾病的治療原則和方案的臨床應用試驗研究,以及前期的社會和市場推廣應用工作。

具体研究目标有:(1)开发新的药剂,与PET、SPECT 和磁共振(MRI)技术结合,实现对老年痴呆症的早期监测。通过治疗有效性的评估不断改进药剂的成分。该项工作将基于纳米材料,开发目标定向的给药技术;(2)通过脑-机交互和实时神经反馈技术,矫正导致神经系统紊乱和精神疾病的脑网络改变,从而达到治愈的目的;(3)与智能手机及相关技术结合,评估和治疗神经系统紊乱及正常和病理性老化导致的感知系统和认知损伤,实现远距离感知诊断和情感的分析计算;(4)研发可用于运动紊乱诊断和治疗的创新性的,可穿戴的大脑或身体成像系统;(5)开发神经手术计划和监控所需的创新软件;(6)利用Alltech(奥泰)医疗系统平台,探讨开发脑部MRI用于临床研究的尖端创新技术。

16.磁共振成像系統與技術團隊

團隊負責人:張濤教授、鄒學明教授

磁共振成像是物理、计算机、电子信息通信、材料和临床医学、认知科学的前沿交叉领域,开展高场磁共振成像技术研究可望催生新的产业链,促进临床医学影像和转化医学的发展,也将为我国在磁共振系统技术开发、医学影像技术的临床转化等应用基础研究、人才培養和学术交流方面提供重要支撑。团队致力于高场磁共振成像系统与技术、磁共振成像图像处理、脑成像医学转化等的研究。以临床需求为导向,产学研医深度融合,于2014年研制出国内首台全球最大孔径零液氦消耗超导磁共振医学成像设备,并于2015年获批国家CFDA注册上市,设备达到国际领先水平,获得国家各级相关主管部门的专项资金支持。研发团队恪尽精进,在高场磁共振领域持续深入探索。目前,已成功研制出拥有完全自主知识产权的3T高场磁共振成像系统;并与四川大学华西医院合作,成功开发出3T双模线圈和7T动物试验用专用线圈。多年来,团队不断积累科研力量,积淀科研数据,以开发高水平的医学影像诊疗装备为载体,从技术研发、性能提升、软件算法改良等多方面促进磁共振成像技术在临床的实际应用,推动高新技术产业发展,服务于人类健康。

主要研究方向包括:1)磁共振成像系統與技術(磁共振射頻線圈、磁共振成像譜儀、數字信號采集處理、嵌入式軟件等);2)磁共振成像序列設計開發、圖像重建算法及圖像後處理;3)超高場磁共振成像系統;4)磁共振腦功能成像及多模態腦功能成像技術及臨床應用;5)基于人工智能、大數據的醫學圖像重建、後處理及臨床應用。團隊爭取通過3-5年的建設,培養出一批在國際國內有一定影響的學術帶頭人和學術骨幹、中青年研究人員和研究生等。

17.醫學聲學與運動感知(http://ime.uestc.edu.cn/wz )

團隊負責人:吳哲

团队介绍:主要研究方向包括: 超声成像原理;医学超声影像设备的微型化;超声分子影像学与超声造影剂的开发;创新波束合成,超声信号处理,智能图像识别等算法;基于声学的人体运动感知与新型人机交互;基于压强感知的脉搏波与可穿戴设备。

18.微納生物醫學裝備實驗室(http://ime.uestc.edu.cn/lk )

 團隊負責人:劉侃

 團隊介紹:該團隊研究方向爲利用微納先進制造技術實現生物醫學檢測、診療裝置的全自動化、微型化、快速化産品研究。

 研究領域:

1. 微流控芯片設計開發
2. 生物医学检测装备研究
3. 体外检测床旁检测/监测研究

19.腦連接實驗室團隊

团队负责人:Bharat Bhusan Biswal

团队主要包含以下几个方面的研究:人与动物脑连接的生理基础,大脑成像数据分析与统计,神经信息学,大数据, 静息态功能磁共振等神经科学领域,帮助理解人与动物大腦的生理機制,從而推動醫學臨床應用。
      详细的研究目标为:(1)大脑功能连接的神经生理基础。我们将利用人类以及动物模型研究静息态功能连接的生物物理基础。人体的生理数据将由多通道激光多普勒血流仪记录;同时收集不同生理状态下的功能磁共振数据。此外也将收集其他影像扫描序列数据,如动脉自旋标记以及弥散加权成像数据。通过对比研究不同生理条件下的脑功能连接特征,进一步探索脑功能连接的神经生理基础。(2)多模态功能连接与计算模型。大脑是人类、动物与自然交流的主要窗口。神经科学的主要目的是理解神经系统的工作原理,神经计算模型是实现这一目的重要手段之一。为此需要深入研究大脑的功能模型、神经元之间和脑区之间的交互关系,以及利用侵入式试验研究模型的可信度等。(3)10000人连接计划。通过公开的1000人R-fMRI数据进行探索性科研的可行性和科学性得到确认之后,应该抓住机会更新策略来维持和提升这一势头。首先,需要有来自现有的FCP成员以及更多的R-fMRI研究机构持续不断的数据贡献。FCP应包含幼儿和老年人数据,以使R-fMRI方法可以用于研究生命全程的脑功能变化。所发展的图像分析新方法应该被多个领域以及交叉学科使用,而不仅仅局限于神经成像科学家。