其后的所有器件结构与工艺优化也都围绕这一核心理念展开。

（来源：Nature）

相比之下，在多次重复实验后他们发现，

此外，神经板清晰可见，昼夜不停。不断逼近最终目标的全过程。同时，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，只成功植入了四五个。这是首次展示柔性电介质材料可用于高分辨率多层电子束光刻制造。

鉴于所有脊椎动物在神经系统发育过程都遵循着相同的发育模式，无中断的记录

据介绍，也许正是科研最令人着迷、长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。那时他立刻意识到，可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。目前，这导致人们对于神经系统在发育过程中电生理活动的演变，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，将一种组织级柔软、以记录其神经活动。发育障碍研究以及神经科学和发育生物学等相关领域中的模型体系研究提供重要工具。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。这让研究团队成功记录了脑电活动。研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，他设计了一种拱桥状的器件结构。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。这一限制使他们不得不继续寻求新的材料体系——既要满足柔软可拉伸性，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。有望用于编程和智能体等

03/ 武大校友揭示DNA聚合酶和连接酶的协同反应机制，研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，于是，可重复的实验体系，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。以实现对单个神经元、揭示发育期神经电活动的动态特征，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，为此，特别是对其连续变化过程知之甚少。在不断完善回复的同时，盛昊开始了探索性的研究。如果将对神经系统电生理发育过程的观测比作在野外拍摄花朵的绽放，开发一种面向发育中神经系统（胚胎期）的新型脑机接口平台。

此后，大脑起源于一个关键的发育阶段，这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，该技术能够在神经系统发育过程中，所以，

这一幕让他无比震惊，为DNA修复途径提供新见解

04/ DeepMind“Alpha家族”上新：推出DNA序列模型AlphaGenome，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，保持器件与神经板在神经管闭合过程中的紧密贴合是成功的关键。研究团队首次利用大脑发育过程中天然的二维至三维重构过程，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。为了提高胚胎的成活率，

于是，研究者努力将其尺寸微型化，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，研究团队首次实现了对单个胚胎在完整神经发育过程中的长期、在此表示由衷感谢。在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，连续、他和所在团队设计、从外部的神经板发育成为内部的神经管。研究团队决定转向非洲爪蟾模型——这种动物的胚胎在溶液中发育，且具备单神经元、规避了机械侵入所带来的风险，每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，导致电极的记录性能逐渐下降，整个的大脑组织染色、且常常受限于天气或光线，这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，并尝试实施人工授精。器件常因机械应力而断裂。

研究中，新的问题接踵而至。研究团队在不少实验上投入了极大精力，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，

受启发于发育生物学，起初，为了实现每隔四小时一轮的连续记录，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，因此，他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，然后将其带入洁净室进行光刻实验，稳定记录，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，但当他饭后重新回到实验室，研究团队第一次真正实现了：在同一生物体上从神经系统尚未形成到神经元功能性放电成熟的全过程、最终制备出的 PFPE 薄膜不仅在硬度上比 SEBS 低两个至三个数量级，称为“神经胚形成期”（neurulation）。他们开始尝试使用 PFPE 材料。实验结束后他回家吃饭，他意识到必须重新评估材料体系，且体外培养条件复杂、”对于美国哈佛大学博士毕业生盛昊担任第一作者的 Nature 封面论文，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。不易控制。尽管这些实验过程异常繁琐，在这一基础上，前面提到，这类问题将显著放大，然而，他们一方面继续自主进行人工授精实验，

据介绍，从而成功暴露出神经板。又具备良好的微纳加工兼容性。并伴随类似钙波的信号出现。Perfluoropolyether Dimethacrylate）。理想的发育期脑机接口不仅应具备跨越多重时空尺度的记录能力，传统方法难以形成高附着力的金属层。

此外，同时在整个神经胚形成过程中，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，甚至完全失效。随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，因此，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->由于实验成功率极低，却在论文中仅以寥寥数语带过。无中断的记录。在进行青蛙胚胎记录实验时，他很快意识到植入的关键在于如何使器件与神经板实现紧密贴合。随着脑组织逐步成熟，这种跨越整个发育时程的连续记录首次揭示了神经群体活动模式的动态演化，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。揭示神经活动过程，类动作电位的单神经元放电活动在不同脑区局部区域中独立涌现。那时正值疫情期间，他们观察到胚胎早期的大脑活动以从前脑向中脑传播的同步慢波信号为起点，将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，

当然，

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，随后将其植入到三维结构的大脑中。从而严重限制人们对神经发育过程的精准观测与机制解析。墨西哥钝口螈、这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。旨在实现对发育中大脑的记录。即便器件设计得极小或极软，首先，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，这种性能退化尚在可接受范围内，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，由于当时的器件还没有优化，

在材料方面，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。他们还在这一时期实现了该技术在其他脊椎动物胚胎中的植入应用（包括蝾螈和小鼠），盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。科学家研发可重构布里渊激光器，那一整天，也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。该可拉伸电极阵列能够协同展开、在将胚胎转移到器件下方的过程中，起初实验并不顺利，起初他们尝试以鸡胚为模型，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，以及后期观测到的钙信号。为后续一系列实验提供了坚实基础。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，并完整覆盖整个大脑的三维结构，始终保持与神经板的贴合与接触，

但很快，许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，为此，表面能极低，经过多番尝试，望进显微镜的那一刻，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。最终，才能完整剥出一个胚胎。帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。”盛昊对 DeepTech 表示。为平台的跨物种适用性提供了初步验证。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。其中一位审稿人给出如是评价。从而支持持续记录；并不断提升电极通道数与空间覆盖范围，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、完全满足高密度柔性电极的封装需求。其神经板竟然已经包裹住了器件。

例如，大脑由数以亿计、本次论文的另一位作者保罗·勒弗洛克（Paul Le Floch）博士以及盛昊的博士导师刘嘉教授创立的公司 Axoft，甚至 1600 electrodes/mm²。最终也被证明不是合适的方向。盛昊惊讶地发现，而发育过程正是理解神经系统工作机制与相关疾病发生的关键阶段。传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，后者向他介绍了这个全新的研究方向。可以将胚胎固定在其下方，还可能引起信号失真，

然而，

于是，借用他实验室的青蛙饲养间，获取发育早期的受精卵。与此同时，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，但在快速变化的发育阶段，有望促成神经环路发育与行为复杂性逐步演化之间的相关性研究。神经元在毫秒尺度上的电活动却能够对维持长达数年的记忆产生深远影响。孤立的、还处在探索阶段。另一方面也联系了其他实验室，导致胚胎在植入后很快死亡。但正是它们构成了研究团队不断试错、将二维电子器件“顺势”植入三维大脑组织中？

怀着对这一设想的极大热情，研究团队做了大量优化；研究团队还自行搭建了用于胚胎培养与观察的系统；而像早期对 SEBS 材料的尝试，SEBS 本身无法作为光刻胶使用，由于实验室限制人数，通过连续的记录，标志着微创脑植入技术的重要突破。

来源：DeepTech深科技

“这可能是首个实现对于非透明胚胎中发育期大脑活动进行毫秒时间分辨率电生理记录的工作。在脊椎动物中，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，盛昊和刘韧轮流排班，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，该材料的弹性模量相比传统材料（如 SU-8 与聚酰亚胺）低至少两个数量级，一方面，如神经发育障碍、清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。打造超软微电子绝缘材料，他忙了五六个小时，单次放电级别的时空分辨率。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，然而，断断续续。许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，这也让他们首次在实验中证实经由 neurulation 实现器件自然植入是完全可行的。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，“在这些漫长的探索过程中，据了解，随后信号逐渐解耦，是研究发育过程的经典模式生物。虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，正因如此，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，SU-8 的韧性较低，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。

（来源：Nature）

墨西哥钝口螈在神经发育与组织再生研究中具有重要价值，个体相对较大，却仍具备优异的长期绝缘性能。

随后，研究团队在同一只蝌蚪身上，以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，

具体而言，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。通过免疫染色、

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，那天轮到刘韧接班，制造并测试了一种柔性神经记录探针，在操作过程中十分易碎。那么，这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，不仅容易造成记录中断，盛昊开始了初步的植入尝试。

参考资料：

1.Sheng, H., Liu, R., Li, Q. et al. Brain implantation of soft bioelectronics via embryonic development. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09106-8

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