如果将人体比作一部精密的机器，由全身大大小小各种器官零部件组合而成，若将心脏比作动力系统，那么大脑毫无疑问则是控制系统。事实上，大脑的确是我们神经系统的最高级中枢，也是人类优胜于其他动物的主要器官。我们之所以能感知缤纷灿烂的世界，有喜怒哀乐等各种情绪，能思维有意识，皆因我们有一个神奇的大脑控制这些行为。大脑为什么具有这些功能，一直以来都是世界各国科研人员非常热衷、且非常热门的科学研究主题，在科学界，探索脑的奥秘甚至被认为是人类认识自然的“最后疆域”。
我国科技创新规划关于脑科学与类脑研究重大项目明确指出“以脑认知原理为主体，以类脑计算与脑机智能、脑重大疾病诊治为两翼，抢占脑科学前沿研究制高点”，这是目前我国科研人员肩负的使命。作为中国科学院深圳先进技术研究院—深港脑科学创新研究院正高级工程师、博士生导师，李骁健正是国内脑机智能融合技术的重要人物，他的研究领域主要在高性能脑机接口和类脑工程，带领团队专注于植入式脑机接口的研究，包括面向宽带脑机接口的神经电子和神经光子技术、面向神经仿真和类脑计算的神经环路解析和解码技术、面向类人机器人的神经拟态设备和系统研发，现已取得了一系列研究成果，备受业界关注。
加入“脑破译计划”
回想当初，早在西北大学化学工程系就读期间，李骁健就参与了合成生物学领域中项目研究，主要通过发酵基因改造过的细菌生产类人源的蛋白质。当时他认为应该在蛋白质的结构设计上多进行创新，就考入拥有生物大分子国家重点实验室的中科院生物物理所攻读硕士学位，结果发现大家并未在人工设计蛋白方面重点投入，略感失望，于是就转而加入了脑与认知科学国家重点实验室，在研究动物视觉系统的王毅研究员的研究组硕博连读。
据李骁健介绍，当时动机很简单，想通过研究动物大脑的神经系统处理视觉信息的机制来启发和设计人工的机器视觉系统，实现类似动物的视觉认知功能，现在看来这种观点是类脑智能与神经拟态计算的基本理念之一，但在十几年前这种想法很超前。以当时的条件，实验系统神经生理学方面受实验仪器技术限制，脑内神经信号的获取方面很不理想，虽能获得大规模神经信号的技术却无法区分出单个神经元的活动。因此无法从神经元网络的角度去理解大脑，也不可能去启发设计基于人工神经网络的类脑智能算法。
2010年博士毕业后，李骁健加入了“脑破译计划”倡导者美国佐治亚医科大学钱卓教授实验室，钱教授被尊称为“聪明鼠之父”，其实验室有当时世界唯一的一套由 Plexon公司研制生产的具有1024通道的神经电生理信号采集系统，如果能同时记录成千上万的脑内神经元，破译大脑可能真就不远了。
随着大规模记录脑神经信号实验的深入展开，李骁健发现脑内的神经信息是有复杂且明确的流向的，在人工智能领域，以Hinton为代表的深度神经网络研究在模式识别方面也获得重大突破。在深入了解人工深度神经网络后，李骁健认为脑内神经环路网络的更高复杂性将会对人工神经网络的设计提供重要指导。2013年，他加入了美国西北大学芬博格医学院的Gordon Shepherd教授实验室，参与了与动物脑神经成像技术权威Karl Svoboda的实验室联合的ScanImage项目。李骁健在该项目中的是为ScanImage系统创新设计并试制了一台具有宽大视野和大行程，且可以模块化组装的双光子显微镜系统，实现了一套系统即可应对小到果蝇脑，大到猕猴脑的在体双光子成像需求。大视野双光子神经成像系统最大特色是可以对脑内大量神经元的形态和活性变化同时的可视化呈现，不仅为脑神经网络的结构以及活动提供最直观的描述，更为神经拟态计算模型的建立提供了大量的细节信息。
同时，李骁健基于在钱卓教授实验室工作期间对高通道神经电生理采集系统的使用心得和对该系统运行机制的分析，自主研制了微型化 256道神经电生理采集系统。该系统结合简化的激光扫描光刺激显微技术，配合小鼠在体光遗传技术，可同时自动精准光刺激多个神经元和大规模记录神经电生理信号并进行在线分析。他们使用以上仪器通过实验研究了小鼠脑神经环路的结构和功能，受到计算神经科学领域专家高度评价。在以上实验研究中，他们借助光遗传技术对神经元活性进行光照控制，进行了一种神经遥控技术。得益于李骁健的化学工程背景，他和芝加哥大学化学系的 Bozhi Tian教授实验室合作，开发出了基于硅纳米器件的光驱动神经遥控技术。通过光纳米效应，精准可控地激活神经网络，开辟了“纳米神经调控”这个新的研究领域。该项成果被多位世界顶级纳米材料和生物医学工程专家评价为“非遗传光控脑的神奇之作，开辟了神经科研与医疗的新未来”。该项技术获得了Science&PINS神经调控2019年度大奖第二名。李骁健回国后与清华大学盛兴合作将该技术的升级版本于2022年9月发表在《自然-生物医学工程》期刊中。
探索神奇的“脑机接口”
2018年秋季，李骁健回国，加入中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所，当时广东省脑与类脑重点研发计划刚好获得启动，他幸运的参与了脑研究关键技术专项。基于以前的研发基础，高通道神经电生理信号采集系统和广视野动态聚焦双光子显微镜系统作为高通量和高时空分辨率研究脑神经网络活动的重要工具得到项目负责人的支持。同时，在广东省脑与类脑重点研发计划的类脑智能专项中，李骁健提出的研发具有塑性学习能力和基于神经微环路模型的类脑计算器件与模块的技术路线也被项目牵头单位采纳，并获得资助为高性能类脑芯片设计提供仿真原型。
近两年来，李骁健团队依托脑技术专项研发的1024通道神经电生理信号解析系统和广视野动态聚焦双光子显微镜系统已经基本完成原型机试制，实现了两类重要高端科研仪器装备的技术自主可控。在类脑智能专项中，已研发出基于有机半导体材料的具有塑性学习能力的“人工突触”阵列模块，以及基于场编程门阵列的仿真神经微环路结构和仿真神经元胞体信息处理性质的并行网络计算模块，目前正在系统集成的最后阶段。该新式类脑神经网络模拟器不再采用现流行的深度人工神经网络模型从随机值开始训练的模式，而是充分利用了神经科学领域对脑神经微环路拓扑研究的先验知识，并以脉冲神经元为基本模型进行训练，该网络模型会直接继承所模拟的脑神经微环路的神经计算功能。
说起“脑机接口”，很多人都会想起电影《阿凡达》中人类通过“万能接口”可以使用意念召唤坐骑和那美星物种直接交流，电影上映至今12年，人类的脑机接口研究也取得了重大突破。李骁健说，脑机接口技术可以拓宽人们和外界沟通的渠道，突破眼睛、鼻子、嘴或手的限制，实现意念感知，甚至通过重组神经网络，训练出“超级大脑”，将会是神经工程的变革性的技术。最近，脑机接口界十分热闹，“钢铁侠”埃隆·马斯克成立的著名脑机接口设备公司“Neuralink”试图连接人脑与人工智能，近几年他们因连续曝在植入式脑机接口装置上的最新研发成果而受公众瞩目。
目前，李骁健团队在脑机接口方面也取得了重大突破，他们研发千通道神经电生理信号解析系统体积小巧且具有实时并行神经解算功能，是和 Neuralink系统同级别的宽带脑机接口电子装置。他们与中科院兄弟所合作，在家兔和食蟹猴脑内成功植入了双阵列256道柔性神经电极阵列的基础上。日前更是成功完成了双阵列超过1400通道柔性电极阵列在猕猴脑内的植入实验，即将实现中国首个采用自主研发的千道脑机接口技术设备进行的猕猴运动脑机接口实验，有希望超越马斯克 Neuralink目前所展示的成果。李骁健团队在柔性高密度神经电极阵列、脑机接口专用芯片和类脑运动机器人等关键部件方面也拥有自主技术和知识产权。该项研究将为中国自主研发供瘫痪病人使用的植入式脑机接口设备奠定基础，实现自主神经修复，让瘫痪患者通过“脑控假肢”，得以行动。
现代脑科学奠基人、西班牙科学家卡赫曾说：“只要大脑的奥秘尚未大白于天下，宇宙将仍是一个谜。”未来人工智能发展是难以想象的，李骁健表示，科研舞台上没有写好的剧本，需要勇敢去探索未知世界，不断突破和大胆创新。“路漫漫其修远兮”，在类脑智能和脑机接口的科研道路上，他将不懈地“上下求索”。
