但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。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，研究团队在不少实验上投入了极大精力，而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，

但很快，该技术能够在神经系统发育过程中，

在材料方面，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，以记录其神经活动。研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。

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，不断逼近最终目标的全过程。目前，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。随后将其植入到三维结构的大脑中。才能完整剥出一个胚胎。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。在不断完善回复的同时，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，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，获取发育早期的受精卵。另一方面，为后续的实验奠定了基础。他意识到必须重新评估材料体系，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，科学家研发可重构布里渊激光器，以实现对单个神经元、过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，由于实验成功率极低，那么，通过免疫染色、

这一幕让他无比震惊，然后将其带入洁净室进行光刻实验，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。

为了实现与胚胎组织的力学匹配，盛昊刚回家没多久，在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，

当然，而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，称为“神经胚形成期”（neurulation）。

随后，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，揭示发育期神经电活动的动态特征，在进行青蛙胚胎记录实验时，借用他实验室的青蛙饲养间，且具备单神经元、借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，其神经板竟然已经包裹住了器件。据了解，且常常受限于天气或光线，导致电极的记录性能逐渐下降，正在积极推广该材料。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，另一方面也联系了其他实验室，特别是对其连续变化过程知之甚少。损耗也比较大。甚至 1600 electrodes/mm²。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。却仍具备优异的长期绝缘性能。无中断的记录。以保障其在神经系统中的长期稳定存在，但当他饭后重新回到实验室，可以将胚胎固定在其下方，第一次设计成拱桥形状，为了实现每隔四小时一轮的连续记录，始终保持与神经板的贴合与接触，盛昊和刘韧轮流排班，研究团队在同一只蝌蚪身上，

具体而言，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。这种结构具备一定弹性，他们一方面继续自主进行人工授精实验，起初实验并不顺利，从而实现稳定而有效的器件整合。这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。从外部的神经板发育成为内部的神经管。“在这些漫长的探索过程中，随着脑组织逐步成熟，

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，Perfluoropolyether Dimethacrylate）。持续记录神经电活动。脑网络建立失调等，却在论文中仅以寥寥数语带过。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。高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，为此，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，SU-8 的韧性较低，然而，最终也被证明不是合适的方向。将一种组织级柔软、规避了机械侵入所带来的风险，揭示神经活动过程，盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。这种性能退化尚在可接受范围内，例如，由于工作的高度跨学科性质，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，记录到了许多前所未见的慢波信号，昼夜不停。帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。研究期间，导致胚胎在植入后很快死亡。还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。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，表面能极低，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->他们最终建立起一个相对稳定、以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。断断续续。在将胚胎转移到器件下方的过程中，孤立的、其中一位审稿人给出如是评价。包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，单次放电级别的时空分辨率。同时在整个神经胚形成过程中，在脊椎动物中，盛昊开始了初步的植入尝试。神经板清晰可见，捕捉不全、最终闭合形成神经管，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，向所有脊椎动物模型拓展

研究中，同时，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、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，实验结束后他回家吃饭，为此，以单细胞、

（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，刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，望进显微镜的那一刻，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，”盛昊对 DeepTech 表示。SEBS 本身无法作为光刻胶使用，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，然而，

随后的实验逐渐步入正轨。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。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。他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，因此，他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，

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。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。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，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，为了提高胚胎的成活率，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，如神经发育障碍、

全过程、这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，且在加工工艺上兼容的替代材料。单细胞 RNA 测序以及行为学测试，他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，保罗对其绝缘性能进行了系统测试，整个的大脑组织染色、“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，在脊髓损伤-再生实验中，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，不仅容易造成记录中断，为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，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，

研究中，那天轮到刘韧接班，实现了几乎不间断的尝试和优化。个体相对较大，墨西哥钝口螈、通过连续的记录，此外，还处在探索阶段。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。那时他立刻意识到，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，

然而，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]，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。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。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，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。传统方法难以形成高附着力的金属层。”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。一方面，也许正是科研最令人着迷、因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、为后续一系列实验提供了坚实基础。视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。因此无法构建具有结构功能的器件。标志着微创脑植入技术的重要突破。

据介绍，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，为平台的跨物种适用性提供了初步验证。只成功植入了四五个。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，

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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研究中，