脑科学是当前国际重要科技前沿，全球政府高度重视、提前布局，纷纷出台了相关的科技计划，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”。脑科学研究关键是要实现对神经元集群活动的实时观察，并通过特定神经环路的结构追踪及其活动操纵，研究其对脑功能的充分性和必要性，进而在全脑尺度上解析神经环路的结构和功能。因此，如何实现对大规模神经元集群进行观测，又要通过无线方式高效传输神经信号，还要对大脑活动进行实时精确解码，是目前脑科学研究的主要瓶颈。当前有限的采集手段和无线传输带宽给“大数据”、“高效传输”、“精确解码”带来了不可调和的矛盾，大规模神经元编解码机制这一关键科学问题一直未得到彻底解决，成为制约脑科学研究的“卡脖子”问题。此问题不解决，就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，更谈不上对神经系统疾病诊断和治疗带来变革突破，因此具有重要的研究意义。

本实验室聚焦大规模神经记录与解码技术研究，采用多模态手段采集大脑神经信号进而解析大脑活动，是脑科学研究不可或缺的基础性技术，是解决以上关键科学问题的重要手段。研究涉及到信息科学、神经科学、微电子科学等方面的知识，具有鲜明的多学科交叉研究特征。实验室基于信息科学、神经科学、微电子科学的交叉研究，提出深度压缩感知理论框架、建立模型数据双驱动解码方法、设计自主化压缩感知芯片，在大规模神经信号实时精确采集、高效泛化神经解码、核心芯片及硬件平台设计等方面取得了突破性成果。