Ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Bioingegneria e la Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica presso l'Università ALMA MATER STUDIORIUM di Bologna.

Dal 2009, ha focalizzato il suo lavoro di ricerca sulla valutazione oggettiva di stati mentali combinando dati comportamentali, soggettivi e neurofisiologici (es. EEG, ECG, EOG, GSR). Gli argomenti della sua ricerca coinvolgono metodologie per l’elaborazione dei segnali, algoritmi di machine-learning, e metodologie basate sulla connettività. La maggior parte degli studi sono stati condotti su personale professionale come Piloti militari e commerciali, e Controllori del traffico aereo (ATCO) per la valutazione del loro livello di addestramento, carico di lavoro mentale, stress, affaticamento mentale, attenzione selettiva, vigilanza, e comportamento cognitivo di controllo.

Nel 2011 il Prof. Borghini ottenuto il primo posto al corso di Sicurezza del Volo presso il Comando dell'Aeronautica Militare Italiana a Roma. Inoltre, nel 2011 e nel 2016, è stato premiato con il premio "I Guidoniani" per la migliore ricerca in Medicina Aerospaziale.

Inoltre, nel 2019 ha ricevuto l'Abilitazione Scientifica Nazionale (ASN) in Bioingegneria ed il premio Italian Best Award per le sue ricerche nel campo dell'Aviazione. Infine, nel 2020 è stato riconosciuto nel 2% dei migliori Ricercatori al Mondo. E' stato coinvolto in diversi progetti nazionali e internazionali, e collaborazioni con partner come l'Aeronautica Militare Italiana (Roma, Italia), la compagnia aerea Alitalia (Fiumicino, Italia), Agusta-Westland (Yeovil, UK), ENAC (Tolosa, Francia), ENAV (Roma, Italia), DLR (Braunschweig, Germania), NUS (Singapore), Hangzhou Dianzi University (Hangzhou, Cina), Università di Murcia (Murcia, Spagna), Università di Bologna (Bologna, Italia), e Deep Blue srl (Roma, Italia). E' stato coinvolto in progetti sia militari che civili come BrainShield, BrainTrained, STRESS, MOTO, MINIMA.

È coautore di oltre 70 contributi scientifici su riviste internazionali peer-reviewed e di un brevetto europeo. Inoltre, è Guest Associate Editor delle riviste scientifiche internazionali "Frontiers on Neuroergonomics", "Computational Intelligence and Neuroscience", "Brain Sciences", e revisore di diverse riviste internazionali.

L'elenco delle pubblicazioni del Prof. Borghini può essere recuperato attraverso il servizio PUBMED ospitato dal National Institute of Health (NIH) negli USA al seguente link pubblico: http://bit.ly/2SSQocY