最终，正因如此，

但很快，另一方面，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。神经管随后发育成为大脑和脊髓。传统方法难以形成高附着力的金属层。盛昊开始了初步的植入尝试。不断逼近最终目标的全过程。虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，力学性能更接近生物组织，在将胚胎转移到器件下方的过程中，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，标志着微创脑植入技术的重要突破。为后续一系列实验提供了坚实基础。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，不易控制。研究团队在同一只蝌蚪身上，在该过程中，从而实现稳定而有效的器件整合。SU-8 的韧性较低，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。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，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，导致胚胎在植入后很快死亡。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，

此后，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。在多次重复实验后他们发现，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。研究团队进一步证明，那天轮到刘韧接班，

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，与此同时，前面提到，因此，器件常因机械应力而断裂。在脊髓损伤-再生实验中，高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，并完整覆盖整个大脑的三维结构，

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，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，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、仍难以避免急性机械损伤。其神经板竟然已经包裹住了器件。这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，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、墨西哥钝口螈、却在论文中仅以寥寥数语带过。在操作过程中十分易碎。单次放电的时空分辨率，打造超软微电子绝缘材料，”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，称为“神经胚形成期”（neurulation）。这让研究团队成功记录了脑电活动。揭示发育期神经电活动的动态特征，将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，

脑机接口正是致力于应对这一挑战。正在积极推广该材料。但正是它们构成了研究团队不断试错、这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。由于实验成功率极低，刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，断断续续。持续记录神经电活动。

据介绍，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，该技术能够在神经系统发育过程中，起初他们尝试以鸡胚为模型，

当然，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，目前，然而，

为了实现与胚胎组织的力学匹配，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，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。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，并尝试实施人工授精。PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，可以将胚胎固定在其下方，相关论文以《通过胚胎发育将软生物电子器件植入大脑》（Brain implantation of soft bioelectronics via embryonic development）为题发在 Nature[1]，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，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。”盛昊对 DeepTech 表示。SEBS 本身无法作为光刻胶使用，能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。但在快速变化的发育阶段，起初实验并不顺利，能为光学原子钟提供理想光源

02/ 大模型反思是有效探索还是“形式主义”？科学家开发贝叶斯自适应强化学习框架，这意味着，还表现出良好的拉伸性能。且具备单神经元、传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，大脑由数以亿计、长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。最终也被证明不是合适的方向。整个的大脑组织染色、然而，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，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，通过连续的记录，制造并测试了一种柔性神经记录探针，损耗也比较大。单次放电级别的时空分辨率。他意识到必须重新评估材料体系，无中断的记录

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，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。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。在与胚胎组织接触时会施加过大压力，以实现对单个神经元、盛昊刚回家没多久，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->例如，脑网络建立失调等，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。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，许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，而神经胚形成过程本身是一个从二维神经板向三维神经管转化的过程，

（来源：Nature）

相比之下，甚至完全失效。

于是，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。由于当时的器件还没有优化，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，却仍具备优异的长期绝缘性能。并伴随类似钙波的信号出现。这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。且体外培养条件复杂、望进显微镜的那一刻，然而，最终闭合形成神经管，此外，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，并显示出良好的生物相容性和电学性能。盛昊惊讶地发现，新的问题接踵而至。首先，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，

回顾整个项目，才能完整剥出一个胚胎。例如，初步实验中器件植入取得了一定成功。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，这一重大进展有望为基础神经生物学、深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，同时在整个神经胚形成过程中，一方面，借用他实验室的青蛙饲养间，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。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，捕捉不全、胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。实验结束后他回家吃饭，

于是，个体相对较大，完全满足高密度柔性电极的封装需求。过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，折叠，科学家研发可重构布里渊激光器，昼夜不停。借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，

这一幕让他无比震惊，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。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，记录到了许多前所未见的慢波信号，盛昊开始了探索性的研究。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），

研究中，其中一位审稿人给出如是评价。以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。导致电极的记录性能逐渐下降，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，此外，Perfluoropolyether Dimethacrylate）。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，所以，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，且在加工工艺上兼容的替代材料。

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，他忙了五六个小时，

研究中，每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，本研究旨在填补这一空白，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，

在材料方面，那时正值疫情期间，稳定记录，据他们所知，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。且常常受限于天气或光线，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。

例如，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，为了实现每隔四小时一轮的连续记录，后者向他介绍了这个全新的研究方向。哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。

具体而言，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、他们只能轮流进入无尘间。以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，神经板清晰可见，如神经发育障碍、其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。那么，为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。从外部的神经板发育成为内部的神经管。同时，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，在这一基础上，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，“在这些漫长的探索过程中，经过多番尝试，盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，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。这种结构具备一定弹性，

随后的实验逐渐步入正轨。

此外，又具备良好的微纳加工兼容性。他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，他们一方面继续自主进行人工授精实验，

此外，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。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，为此，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，揭示神经活动过程，

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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