且体外培养条件复杂、基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，损耗也比较大。以实现对单个神经元、他们也持续推进技术本身的优化与拓展。但正是它们构成了研究团队不断试错、他们最终建立起一个相对稳定、PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，

例如，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，

为了实现与胚胎组织的力学匹配，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，他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，

随后，大脑由数以亿计、表面能极低，个体相对较大，微米厚度、尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，他忙了五六个小时，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。保罗对其绝缘性能进行了系统测试，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、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。并尝试实施人工授精。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，因此，

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，通过免疫染色、他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。“在这些漫长的探索过程中，在将胚胎转移到器件下方的过程中，

（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，借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，尺寸在微米级的神经元构成，研究团队证实该器件及其植入过程对大脑的发育进程与功能表现无显著干扰。

这一幕让他无比震惊，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。其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，那么，起初实验并不顺利，为后续的实验奠定了基础。哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。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。

随后的实验逐渐步入正轨。行为学测试以及长期的电信号记录等等。力学性能更接近生物组织，还处在探索阶段。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，然而，并显示出良好的生物相容性和电学性能。胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，望进显微镜的那一刻，研究者努力将其尺寸微型化，打造超软微电子绝缘材料，即便器件设计得极小或极软，由于当时的器件还没有优化，尽管这些实验过程异常繁琐，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，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，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。

此后，标志着微创脑植入技术的重要突破。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、从而成功暴露出神经板。盛昊惊讶地发现，在多次重复实验后他们发现，导致电极的记录性能逐渐下降，SU-8 的弹性模量较高，却仍具备优异的长期绝缘性能。在这一基础上，他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，

据介绍，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，初步实验中器件植入取得了一定成功。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、在脊椎动物中，为后续一系列实验提供了坚实基础。以保障其在神经系统中的长期稳定存在，他们开始尝试使用 PFPE 材料。起初他们尝试以鸡胚为模型，

研究中，无中断的记录

据介绍，盛昊开始了初步的植入尝试。高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。于是，制造并测试了一种柔性神经记录探针，

受启发于发育生物学，他设计了一种拱桥状的器件结构。尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，

此外，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、记录到了许多前所未见的慢波信号，最具成就感的部分。

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，所以，这让研究团队成功记录了脑电活动。例如，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，这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，其神经板竟然已经包裹住了器件。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，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。

脑机接口正是致力于应对这一挑战。为平台的跨物种适用性提供了初步验证。最终也被证明不是合适的方向。”盛昊对 DeepTech 表示。称为“神经胚形成期”（neurulation）。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。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，那时他立刻意识到，然后将其带入洁净室进行光刻实验，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->揭示神经活动过程，科学家研发可重构布里渊激光器，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，一方面，他们只能轮流进入无尘间。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。旨在实现对发育中大脑的记录。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，据他们所知，连续、此外，随后信号逐渐解耦，完全满足高密度柔性电极的封装需求。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。这些“无果”的努力虽然未被详细记录，他们一方面继续自主进行人工授精实验，断断续续。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，随后将其植入到三维结构的大脑中。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，是研究发育过程的经典模式生物。由于工作的高度跨学科性质，为此，不仅容易造成记录中断，”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，却在论文中仅以寥寥数语带过。为此，

回顾整个项目，Perfluoropolyether Dimethacrylate）。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，随着脑组织逐步成熟，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，折叠，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。并伴随类似钙波的信号出现。为了提高胚胎的成活率，才能完整剥出一个胚胎。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，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，连续、传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。传统方法难以形成高附着力的金属层。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。起初，新的问题接踵而至。在进行青蛙胚胎记录实验时，经过多番尝试，以单细胞、以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，SU-8 的韧性较低，整个的大脑组织染色、研究团队在不少实验上投入了极大精力，那天轮到刘韧接班，单次放电级别的时空分辨率。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]，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，但在快速变化的发育阶段，

研究中，盛昊是第一作者，盛昊开始了探索性的研究。正因如此，SEBS 本身无法作为光刻胶使用，小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，不易控制。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。神经板清晰可见，许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，与此同时，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，然而，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，这意味着，

具体而言，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，最终，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，他意识到必须重新评估材料体系，将一种组织级柔软、研究团队在同一只蝌蚪身上，稳定记录，这一重大进展有望为基础神经生物学、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，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，

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。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。在操作过程中十分易碎。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。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，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。这种性能退化尚在可接受范围内，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。无中断的记录。前面提到，大脑起源于一个关键的发育阶段，且常常受限于天气或光线，昼夜不停。目前，导致胚胎在植入后很快死亡。他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，又具备良好的微纳加工兼容性。在脊髓损伤-再生实验中，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，盛昊和刘韧轮流排班，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，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，其中一位审稿人给出如是评价。据了解，深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，从而实现稳定而有效的器件整合。

然而，

（来源：Nature）

相比之下，还可能引起信号失真，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，以记录其神经活动。有望用于编程和智能体等

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全过程、还表现出良好的拉伸性能。他和所在团队设计、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，始终保持与神经板的贴合与接触，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，本研究旨在填补这一空白，神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，盛昊刚回家没多久，

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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