更高分辨率的脑图谱技术在研究博览会上大获全胜

加州大学圣地亚哥分校电气和计算机工程博士生Andrew Bouhis在第42届雅各布斯工程学院年度研究博览会上获得了最高奖，因为他的工作是将薄膜晶体管集成到更易于使用的柔性电极阵列中，这可以更精确地绘制人脑活动图。他是从参加今年研究博览会的雅各布斯工程学院所有六个系的160多名研究生中选出的。

研究博览会的独特之处在于，研究生不仅根据其研究的技术价值进行评判，还根据他们向非技术受众有效传达其影响的能力进行评判。 今年有110多名评委参加;大多数评委都是行业专业人士，其中许多人也是雅各布斯学院企业附属计划的校友或成员。

除了 1,500 美元的大奖（称为 Lea Rudee 杰出海报奖）外，评委们还对一系列其他奖项进行投票，以表彰雅各布斯学院的研究项目。评委们投票选出雅各布斯学校六个学术部门中每个部门的一名学生演讲者，以获得 750 美元的最佳海报奖。所有与会者投票选出 500 美元的人民选择奖获得者。今年新增了跨学科合作奖，奖金为 1,000 美元。所有收件人详述如下。

研究博览会是校友、行业合作伙伴和教职员工联系、合作和结识顶尖研究生的年度盛会，为学生提供了一个练习向广大受众传达其工作的更广泛意义的机会。

“作为一名成功的工程师，理解和欣赏你工作的大背景是必不可少的，”雅各布斯工程学院院长兼校长特别顾问Albert P. Pisano说。“能够说’我制作了这个小部件’是一回事，但了解它如何改善全国和世界各地人们的生活是另一回事。这就是工程的主要功能——我们通过提供必要的材料、系统和设备来缓解需求。

改进灵活的神经接口

Bourhis具有内置晶体管的灵活神经接口的目标之一是在手术、恢复性或治疗性长期脑机接口（BCI）植入物期间提供有关受试者大脑实时活动的更精细细节。对于手术，这可以更精确地绘制癫痫活动的来源，还可以通过称为功能映射的过程指导病理组织的去除。对于治疗性脑机接口，该技术还可用于刺激大脑中非常特定的区域，以防止癫痫发作。对于恢复性脑机接口，它可以检测运动意图，让截肢者控制假肢。

目前使用的典型临床电极阵列必须将电线穿过头皮才能连接到笨重的床边仪器。将晶体管内置到电极阵列中可以减少对这些笨重的外部电线的需求，这些电线使患者被拴在医院的病床上，通常不舒服并且容易发生感染。减少将这些电极阵列连接到电子设备的电线数量也将使研究人员可以记录的传感器数量增加一个数量级，这将大大提高传感器阵列本身的空间分辨率。

“我的研究目标是开发薄膜技术，以提高神经接口的时空分辨率，”Bourhis说，他是电气和计算机工程教授Shadi Dayeh实验室的六年级博士生，由Ian Galton教授共同指导。“大脑有近1000亿个神经元，即使有几百个神经元的记录也可以使患者控制机械臂来喂养自己，或者只用他们的思想来玩在线国际象棋。我们正试图构建一种技术，有朝一日可以扩展到数百万个电极，同时将每个电极缩小到单个神经元的大小。但为了做到这一点，你真的需要将晶体管集成到柔性阵列中，同时，你需要确保该技术是安全的，并且可以在植入多年后继续存在而不会降解。

虽然已经有可能在硅中制造纳米尺寸的晶体管，但这种材料的脆性使其与在大脑上的使用大多不相容，并且通常需要笨重的封装来防止生物流体。为了创造一个原生灵活和长期稳定的界面，Bouhis和他实验室的研究人员受到柔性高清显示领域的启发，开发了由IGZO（铟镓锌氧化物）制成的晶体管，作为半导体材料而不是硅。IGZO具有出色的电气特性，可以在较低的温度下加工，这意味着它可以由柔性塑料基材制成。

“我很幸运能与这些才华横溢的同事一起工作，他们都为改善社会而不懈努力，”布尔希斯说。“我的梦想是，这项研究有朝一日将有助于改变目前患有不治之症或残疾的人们的生活。

解释为什么，而不仅仅是什么

能够向非技术专家解释这个更大的背景正成为一项越来越重要的技能。新的跨学科合作奖旨在帮助磨练这项技能。该奖项是雅各布斯学院校友和长期研究博览会评委山姆·奈特（Sam Knight）的心血结晶，旨在鼓励成对的学生（一名工程研究生海报主持人和一名非工程专业学生）共同努力，制作口头报告和海报，向非技术观众清楚地解释工作的影响和意义。在研究博览会前的几周内，学生对进行了多次会面，以迭代海报设计并练习口头报告。

“用他们的语言和上下文与客户进行有效沟通是一项独特的技能，并非所有工程师都能做好，而’沟通者’的技能弥合了这一差距，”奈特说，他捐赠了资金来支持这个 1,000 美元的奖项。“我职业生涯的大部分时间都在这个职位上度过，了解技术和客户，并在两者之间进行翻译。有机会与你所在领域以外的沟通者合作，他们可以帮助将伟大的工程理念转化为不同受众的语言，这将为任何工程师未来的职业生涯提供良好的服务。

2024年研究博览会获奖者：

生物工程——Shu 和 K.C. Chien 最佳海报

绘制消融术对心房颤动的局部功能后果

学生： Noah Mehringer

顾问：Elliot McVeigh

计算机科学与工程最佳海报

SemVecNet：通过与传感器配置无关的语义映射生成在线矢量图

学生： Narayanan Elavathur Ranganatha， Shashank Venkatramani， Jing-Yan Liao

顾问：亨里克·克里斯滕森

电气与计算机工程最佳海报

高分辨率显示技术在薄膜神经接口中的单片集成

学生：安德鲁·布尔希斯

顾问： Shadi Dayeh， Ian Galton

机械与航空航天工程——凯蒂·奥斯特戴 最佳海报

倾斜的 6：1 长椭球体后的分层尾流：动力学和 TKE 预算

学生：Sandihya Jain

顾问： Sutanu Sarkar

纳米工程最佳海报

碗不仅用于谷物：用于肺癌治疗的纳米碗药物递送

学生： Torus Washington II

顾问： Ratnesh Lal

结构工程最佳海报

加州大学圣地亚哥分校摇床土壤-结构相互作用（SSI）模型

学生：安德烈斯·罗德里格斯

顾问：何塞·雷斯特雷波

人民选择奖

可扩展和模块化的分布式航空电子系统：用于液态低温双推进剂火箭的模块化分布式数据采集系统的评估

学生： Darrell Chua

顾问： Karcher Morris

跨学科合作奖

FishSense Lite：全球鱼类种群数据的公民科学方法

学生：凯尔胡

顾问：Ryan Kastner