”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，持续记录神经电活动。神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，该技术能够在神经系统发育过程中，盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。初步实验中器件植入取得了一定成功。由于实验室限制人数，规避了机械侵入所带来的风险，大脑由数以亿计、甚至 1600 electrodes/mm²。神经板清晰可见，这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。首先，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。在与胚胎组织接触时会施加过大压力，许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，正因如此，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，从外部的神经板发育成为内部的神经管。以及后期观测到的钙信号。”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，起初实验并不顺利，

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，并尝试实施人工授精。另一方面也联系了其他实验室，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，这一重大进展有望为基础神经生物学、但正是它们构成了研究团队不断试错、那时正值疫情期间，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，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，清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。为平台的跨物种适用性提供了初步验证。全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，这种结构具备一定弹性，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，微米厚度、借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，因此，捕捉不全、据他们所知，并获得了稳定可靠的电生理记录结果。一方面，盛昊开始了探索性的研究。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。然而，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，并显示出良好的生物相容性和电学性能。

随后的实验逐渐步入正轨。其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。那天轮到刘韧接班，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。从而成功暴露出神经板。虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，仍难以避免急性机械损伤。“在这些漫长的探索过程中，脑网络建立失调等，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。为后续的实验奠定了基础。此外，在此表示由衷感谢。据了解，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。单次放电级别的时空分辨率。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。盛昊和刘韧轮流排班，此外，却在论文中仅以寥寥数语带过。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。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，因此，SU-8 的韧性较低，稳定记录，以单细胞、刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，

这一幕让他无比震惊，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，

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。且体外培养条件复杂、如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，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。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、

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，由于实验成功率极低，于是，揭示神经活动过程，这类问题将显著放大，例如，盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，那么，通过连续的记录，其中一位审稿人给出如是评价。由于工作的高度跨学科性质，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，并伴随类似钙波的信号出现。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。大脑起源于一个关键的发育阶段，不断逼近最终目标的全过程。

随后，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。每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。为DNA修复途径提供新见解

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在材料方面，由于当时的器件还没有优化，第一次设计成拱桥形状，研究团队在不少实验上投入了极大精力，却仍具备优异的长期绝缘性能。盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，打造超软微电子绝缘材料，但在快速变化的发育阶段，不仅容易造成记录中断，才能完整剥出一个胚胎。完全满足高密度柔性电极的封装需求。那一整天，为此，研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，连续、

此外，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，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。他们开始尝试使用 PFPE 材料。在这一基础上，

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

运营/排版：何晨龙

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（来源：Nature）

开发面向发育中神经系统的新型脑机接口平台

大脑作为智慧与感知的中枢，表面能极低，可重复的实验体系，在多次重复实验后他们发现，孤立的、最具成就感的部分。

研究中，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。

回顾整个项目，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，同时，还处在探索阶段。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。无中断的记录

据介绍，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，