课题组聚焦于以下研究方向： 

　　（1）开发纳米感应探针以检测神经活动：对群体神经元进行动态成像记录是脑科学研究的一个主要手段，亦是技术瓶颈。前期工作，我们分别开发了对K+（Nat. Nanotechnol., 2020; Sci. Adv., 2020）浓度变化和对膜电位（J. Am. Chem. Soc., 2020）变化敏感的荧光纳米探针。未来我们将开发多种对神经活动敏感的新型纳米探针，借助于高时空分辨率神经信号检测，实现既能在宏观上描绘全脑神经活动，又能在介观上分辨单个或一群神经元的神经活动，还能在微观上反映突触神经递质（如多巴胺等）的局部浓度变化。 

　　（2）开发纳米感应探针以调控神经活动：虽然电刺激、磁刺激、光遗传、化学遗传等各种神经调控技术日趋完善，如何对深部大脑进行无创、精准的神经调控，仍面临着严峻的挑战。我们将开发多种纳米能量转换器，使其在外源超声或磁场等刺激下，输出其他形式的能量。借助于纳米能量转换器原位产生的能量，开发新技术，以实现无创、精准的深部脑刺激。 

　　（3）开发纳米感应探针以实现脑疾病的精准诊疗：阿尔茨海默氏症、帕金森病、癫痫、抑郁症、脑肿瘤等脑疾病，已成为我国人口老龄化面临的重要社会问题之一。纳米感应探针不仅可用于脑功能研究，亦具有用于脑疾病精准诊疗的潜力。我们将开发对脑疾病标记物敏感的荧光/磁性纳米感应探针，从而探究多种脑疾病的发病机制并探索新的治疗策略。