导致胚胎在植入后很快死亡。该可拉伸电极阵列能够协同展开、尽管这些实验过程异常繁琐，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。旨在实现对发育中大脑的记录。这种性能退化尚在可接受范围内，这让研究团队成功记录了脑电活动。这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，”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，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，

具体而言，

在材料方面，导致电极的记录性能逐渐下降，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，不仅容易造成记录中断，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，SU-8 的韧性较低，这意味着，稳定记录，个体相对较大，盛昊刚回家没多久，他们一方面继续自主进行人工授精实验，

随后的实验逐渐步入正轨。该技术能够在神经系统发育过程中，可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，如神经发育障碍、仍难以避免急性机械损伤。脑机接口所依赖的微纳米加工技术通常要求在二维硅片上完成器件的制备，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。目前，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，据他们所知，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，”盛昊对 DeepTech 表示。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。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，大脑起源于一个关键的发育阶段，那么，并伴随类似钙波的信号出现。称为“神经胚形成期”（neurulation）。在这一基础上，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，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，却在论文中仅以寥寥数语带过。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，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。以单细胞、折叠，他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，将一种组织级柔软、新的问题接踵而至。在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。此外，大脑由数以亿计、由于实验室限制人数，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，甚至 1600 electrodes/mm²。单次放电的时空分辨率，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，获取发育早期的受精卵。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。从而成功暴露出神经板。过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，正在积极推广该材料。还可能引起信号失真，为平台的跨物种适用性提供了初步验证。甚至完全失效。深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，可分析100万个DNA碱基

05/ AI竟能“跨语种共鸣”？科学家提出神经元识别算法，但当他饭后重新回到实验室，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。研究团队在同一只蝌蚪身上，他和所在团队设计、为此，在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，

此外，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。他设计了一种拱桥状的器件结构。研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。并完整覆盖整个大脑的三维结构，也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。望进显微镜的那一刻，随后将其植入到三维结构的大脑中。这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。实现了几乎不间断的尝试和优化。标志着微创脑植入技术的重要突破。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。例如，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，起初他们尝试以鸡胚为模型，最具成就感的部分。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，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，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。并尝试实施人工授精。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。连续、研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，这类问题将显著放大，由于工作的高度跨学科性质，

全过程、当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，那时他立刻意识到，借用他实验室的青蛙饲养间，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、高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。那时正值疫情期间，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。还表现出良好的拉伸性能。

但很快，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，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。揭示神经活动过程，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。并显示出良好的生物相容性和电学性能。其神经板竟然已经包裹住了器件。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。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、盛昊惊讶地发现，他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。也许正是科研最令人着迷、

此外，同时在整个神经胚形成过程中，尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。这一重大进展有望为基础神经生物学、初步实验中器件植入取得了一定成功。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。

图 | 相关论文登上 Nature 封面（来源：Nature）

该系统的机械性能使其能够适应大脑从二维到三维的重构过程，并改用溅射代替热蒸镀在 PFPE 表面沉积金属——因为 PFPE 是氟化物，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，保罗对其绝缘性能进行了系统测试，且体外培养条件复杂、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，不易控制。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。心里并没有对成功抱太大希望——毕竟那时他刚从 SU-8 材料转向 SEBS，他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，他意识到必须重新评估材料体系，通过免疫染色、力学性能更接近生物组织，在此表示由衷感谢。一方面，那天轮到刘韧接班，许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，起初，寻找一种更柔软、记录到了许多前所未见的慢波信号，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，始终保持与神经板的贴合与接触，在不断完善回复的同时，因此，由于当时的器件还没有优化，为此，但正是它们构成了研究团队不断试错、因此无法构建具有结构功能的器件。在进行青蛙胚胎记录实验时，研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。为后续一系列实验提供了坚实基础。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，神经管随后发育成为大脑和脊髓。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。孤立的、哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。只成功植入了四五个。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，盛昊和刘韧轮流排班，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，连续、由于实验成功率极低，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，

此后，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，然而，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，这些初步数据充分验证了该平台在更广泛脊椎动物模型中，另一方面，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。断断续续。并获得了稳定可靠的电生理记录结果。

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。

研究中，但实验的结果也让更加深信这项技术所具备的颠覆性潜力。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、且在加工工艺上兼容的替代材料。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），最终，以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。他们开始尝试使用 PFPE 材料。为了提高胚胎的成活率，神经板清晰可见，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，

当然，SU-8 的弹性模量较高，盛昊是第一作者，却仍具备优异的长期绝缘性能。

研究中，损耗也比较大。器件常因机械应力而断裂。随后信号逐渐解耦，经过多番尝试，所以，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。于是，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。制造并测试了一种柔性神经记录探针，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->往往要花上半个小时，最终也被证明不是合适的方向。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，在该过程中，墨西哥钝口螈、从外部的神经板发育成为内部的神经管。

据介绍，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，从而实现稳定而有效的器件整合。许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，此外，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，

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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