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科研团队

 

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,学院科研团队增至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.神经工程研究团队

团队带头人:尧德中

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.视觉机制与计算研究团队

团队的带头人:李朝义院士。

团队致力于从单个视细胞、细胞集群(局部网络)、视知觉行为等多个水平和角度对大脑视知觉的神经机制进行研究,比如各个层次神经元的经典感受野及非经典感受野特性研究,以及颜色恒常、轮廓整合、视觉选择性注意机制等研究。在此基础上建立相应的视觉计算模型,以解释和预测相关的视觉电生理及心理物理学实验数据,并将模型应用于复杂图像分析与处理,为计算机视觉的有关应用提供有效的解决方案和关键技术。

主要研究方向:⑴大脑视觉信息加工的神经机制;⑵视觉计算模型及其在图像处理中的应用。

3.模式识别与脑成像研究团队

团队带头人:陈霖院士、陈华富教授

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。

研究涉及脑网络组的基础理论、方法与算法、多尺度脑网络组和脑信息模式识别方法研究,以及相关方法在神经精神疾病多模态影像学表征、脑信息编码和解码、情绪认知和脑发育及神经精神疾病方面的应用。主要研究方向:⑴神经信息工程;⑵医学成像与图像处理技术;⑶医学成像与图像处理;⑷生物医学信号与信息处理

      4.数字健康工程技术研究团队

团队带头人:廖邦富教授、李科教授

团队致力于医学信息学、医疗数据挖掘和医学图像处理技术的研究,并从事数字化医疗相关研究,涉及重大疾病的数据仓库建设及数据分析模型、数据挖掘技术的研究,网络医学知识的获取、聚类及搜索技术的研究,医学图像的分割、分类、聚类以及基于内容的图像信息检索技术的研究等。参与和主持包括国家自然科学基金、科技部分支撑计划、四川省科技攻关计划等项目的若干。团队研究采取产学研联合的形式与数字健康领域相关企业合作。

主要研究方向包括:⑴区域医疗信息平台技术和互联网健康管理技术;⑵基于电子病历的医疗数据挖掘技术;⑶基于循证医学的临床辅助支持技术;⑷口腔医学数字化和医学影像技术。该团队主要研发相关方向的核心技术,并形成技术产品,服务于社会。

5.生物信息学研究团队

团队带头人:饶妮妮教授和黄健教授。

主要研究方向包括:⑴化学信息学与计算机辅助药物设计;⑵基因组信息学;⑶蛋白质信息学;⑷系统生物学。在小分子水平,进行量子计算与计算机辅助药物设计研究;在基因组水平,研究真核与原核功能重要基因的准确预测及其相互作用;在多肽与蛋白质层面,关注蛋白质的定位、结构与功能,尤其是抗原、抗体、多肽适配体及自组装肽的基础与应用研究;在系统水平,侧重基于芯片数据的蛋白质相互作用网络的可靠性与可重复性,并开展复杂疾病如癌症和心血管疾病网络的研究。

6.植物分子细胞生物学研究团队

团队负责人:杨足君教授。

团队综合利用分子细胞生物学的前沿技术,在染色体工程、分子育种、基因组进化与生物信息学等领域开展相关研究。

主要研究方向:(1)基于外源染色质转移的植物新种质创新与新基因鉴定;(2)外源基因在小麦背景中表达的遗传学研究与新品种培育;(3)外源染色质渗入小麦引起的表观遗传修饰与基因组适应性进化研究。。

7.动物生理学研究团队

团队负责人:周红教授。

该团队研究鱼类免疫机制,分析免疫分子、免疫细胞及免疫系统的功能进化信息,阐明相关的分子细胞机制,完善和弥补经典免疫学内容。

研究方向:⑴研究细胞因子的合成、分泌及作用机制,包括分离鉴定它们的受体(标志分子)、信号通路和转录因子等;⑵挖掘参与免疫反应的粘附分子,揭示它们在免疫细胞的发育、分化和激活等生理过程中的作用,阐明相关的分子机制。

8.神经免疫研究团队

团队负责人:游自立教授。

该团队致力于探索脑-免疫系统交互对话的生理功能和病理意义及其在疾病治疗中的应用。

主要研究内容:⑴中枢炎症因子平衡变化及其生理功能与病理效应,探索社会、生理、心理因素(如应激)对大脑发育、行为认知的影响,揭示炎性细胞因子在中枢的表达及其信号传导途径;⑵神经炎症的细胞基础与神经病理途径,探索小胶质细胞激活途径(表型变化)在神经退行性改变中的作用,从神经发生途径阐述神经炎症所致行为认知改变的发生机制;⑶神经药理与天然药物开发。

9.蛋白质工程团队

团队负责人:汤丽霞教授。

主要从事卤醇脱卤酶的研究工作,卤醇脱卤酶是一类通过分子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物的脱卤酶,可以高效高选择地催化环氧化物和邻卤醇之间的转化,可以用来合成一类具有光学纯的高价值中间体,环氧化物及β-取代醇等,因此,卤醇脱卤酶在手性药物及精细化工合成领域具有十分重要的应用前景,从菌种选育、酶性质分析、酶的分子克隆,到酶高效表达以及手性药物中间体合成都进行了大量的研究工作。

研究方向:⑴应用蛋白质工程技术改造生物酶催化剂的催化特性,改善其在极端环境下的稳定性,提高生物催化剂的应用潜能;⑵应用多酶体系催化合成在精细化工及医药领域有重要意义的手性中间体的新方法研究;⑶富含半胱氨酸蛋白的氧化重折叠研究;⑷生物活性天然产物的分离及运用相应的菌株/生物酶开展活性成分的生物转化研究。

10.神经疗法·社会认知与情感神经科学团队(http://www.neuscan.org/

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

团队研究大脑在功能紊乱和情感障碍下的结构改变及功能连接,并针对自闭症、抑郁症、精神分裂症等精神疾病寻找潜在的行为及药物治疗方法。通过大脑行为成像和遗传药理学等技术手段,分析和处理大脑神经信息,探索能够促进大脑学习的社会性奖励、反馈及相关大脑机制。

具体的研究方向有:⑴通过磁共振大脑成像,分析荷尔蒙(如催产素)等物质对人的社会行为、共情反应、吸引程度及决策判断的影响;⑵自闭症、社会焦虑、抑郁症、精神分裂症的神经网络及相关基因研究;针对此类疾病研发新型治疗方法;⑶人类杏仁核的认知及情感功能;⑷研究社会认知、模仿学习和情感产生的镜像神经网络;⑸探索能够促进大脑学习的社会性奖励、反馈及相关大脑机制;⑹催产素、脑部刺激和生物反馈在精神疾病中的治疗作用。⑺药物和荷尔蒙在认知功能障碍中的治疗作用。

11.生物力学与纳米医学实验室

团队负责人:刘贻尧教授。

该团队瞄准生物医学、力学、化学、物理、材料学等交叉科学前沿领域开展创新研究,主要围绕肿瘤微环境-肿瘤细胞相互作用的力学-生物学耦合机制,以及新型多功能化微纳载体构建及其生物医学应用展开。

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.植物基因组工程研究团队

团队负责人:张勇教授。

团队重点围绕“应用前沿基因组工程及合成生物学方法及技术实现植物种质原始创新”的核心目标开展工作。

主要研究方向:(1)序列特异性核酸酶介导的基因组定向遗传修饰;(2)基因组长程调控原件鉴定、功能分析及工程化应用;(3)基因组工程及合成生物学在重要作物及资源植物种质创新中的应用。

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.视觉注意与眼动研究团队

团队负责人:李凌教授。

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)有视觉搜索的认知加工过程、2)视觉选择性注意的感知觉加工过程、3)视觉注意和工作记忆的交互作用、4)老龄对视觉注意的影响和作用、5)视觉注意和工作记忆网络研究。

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.计算医学团队

团队负责人:蒋田仔教授。

团队主要开展信息科学、神经科学和临床医学等学科的综合交叉研究,试图利用影像技术、电生理技术、影像遗传学等方法研究不同时空尺度上脑网络的形成、脑功能的网络机制、脑功能异常及康复过程的脑网络表征等问题,在网络水平探索人类重大脑疾病的早期预测和早期诊断的生物标志。

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.中国-古巴神经科技转化前沿研究联合实验室团队

团队负责人:Pedro Antonio Valdes Sosa教授。

该团队主要致力于痴呆、抑郁症、学习障碍等多发性神经疾病和精神障碍的早期监测、干预和康复手段的研究工作,并将进行相关疾病的治疗原则和方案的临床应用试验研究,以及前期的社会和市场推广应用工作。

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.磁共振成像系统与技术团队

团队负责人:张涛教授、邹学明教授

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、人才培养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)磁共振成像系统与技术(磁共振射频线圈、磁共振成像谱仪、数字信号采集处理、嵌入式软件等);2)磁共振成像序列设计开发、图像重建算法及图像后处理;3)超高场磁共振成像系统;4)磁共振脑功能成像及多模态脑功能成像技术及临床应用;5)基于人工智能、大数据的医学图像重建、后处理及临床应用。团队争取通过3-5年的建设,培养出一批在国际国内有一定影响的学术带头人和学术骨干、中青年研究人员和研究生等。

17.医学声学与运动感知(http://ime.uestc.edu.cn/wz )

团队负责人:吴哲

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.微纳生物医学装备实验室(http://ime.uestc.edu.cn/lk )

  团队负责人:刘侃

  团队介绍:该团队研究方向为利用微纳先进制造技术实现生物医学检测、诊疗装置的全自动化、微型化、快速化产品研究。

  研究领域:

1. 微流控芯片设计开发
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.脑连接实验室团队

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脑的生理机制,从而推动医学临床应用。
       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。