大脑是人体最重要的单元，大脑与器物之间的交互不仅可以揭示大脑功能是否正常，同时还可以调节大脑。面向脑器交互的神经电信号检测是控制工程、信息工程、神经科学等交叉学科研究热点，在解析脑、利用脑等方面发挥着关键作用。


神经电信号十分微弱、成份复杂且易受干扰，如何从大脑中检测并从中提取出与外界刺激信息相关的神经电信号成为了脑器交互领域的难点和重点。


该项目采用交叉学科技术，以鸽子为模式动物，面向脑器交互领域，在脑立体定位、脑信号检测、脑信号处理以及装置研制等方面进行了诸多研究，具体如下：

(1)针对鸽脑独特的解剖学结构，首次提出了脑立体四点定位方法，并在此基础上研制了四点脑立体定位装置，使神经信号检测更加精准和便捷。该装置具有更高地稳定性和重复定位精度，使得鸽子的脑立体定位精度从100μm提高到了10μm。


(2)针对慢性神经信号采集方式，采用模块化设计，研制了一种微电极植入深度动态可调装置，使得信号有效采集时间延长到了6个月以上;针对鸽子善于飞行且喜于踱步的特点，提出了新型双层半封闭式设计理念，研制了相应的迷宫训练及奖赏装置，解决了神经信号采集过程中实验动物因惊恐易飞的问题。


(3)针对鸽脑神经信号微弱且易受干扰特点，以锋电位和局部场电位的编码机制为抓手，构建了从坏道检测、噪声去除到响应信号提取等系统的鸟脑神经信号处理算法，并利用数据批处理技术搭建了鸟脑神经信号读取与处理平台，使神经信号坏道检出率提高到90.9%，锋电位的检测成功率从91.8%提高到98.2%，局部场电位的信噪比平均增加了3.4dB。