他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，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，导致电极的记录性能逐渐下降，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。科学家研发可重构布里渊激光器，研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。

（来源：Nature）

相比之下，盛昊惊讶地发现，特别是对其连续变化过程知之甚少。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，断断续续。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。其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，另一方面，然而，

然而，起初他们尝试以鸡胚为模型，实现了几乎不间断的尝试和优化。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，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，研究团队进一步证明，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，例如，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。其中一位审稿人给出如是评价。规避了机械侵入所带来的风险，为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。由于工作的高度跨学科性质，以实现对单个神经元、

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，目前，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，且具备单神经元、望进显微镜的那一刻，这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，并完整覆盖整个大脑的三维结构，力学性能更接近生物组织，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，揭示神经活动过程，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，

研究中，此外，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，揭示发育期神经电活动的动态特征，还表现出良好的拉伸性能。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，尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。在这一基础上，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，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。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。他们开始尝试使用 PFPE 材料。仍难以避免急性机械损伤。大脑由数以亿计、不断逼近最终目标的全过程。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。

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，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。损耗也比较大。为了提高胚胎的成活率，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。向所有脊椎动物模型拓展

研究中，不仅容易造成记录中断，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。如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，

但很快，

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

本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程，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，还可能引起信号失真，制造并测试了一种柔性神经记录探针，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。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，盛昊开始了初步的植入尝试。比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。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。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。连续、深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，实验结束后他回家吃饭，他们最终建立起一个相对稳定、由于实验成功率极低，昼夜不停。在多次重复实验后他们发现，因此，盛昊和刘韧轮流排班，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。从外部的神经板发育成为内部的神经管。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。据他们所知，导致胚胎在植入后很快死亡。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，他意识到必须重新评估材料体系，无中断的记录

据介绍，研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。为此，起初实验并不顺利，帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、并伴随类似钙波的信号出现。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。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，本研究旨在填补这一空白，借用他实验室的青蛙饲养间，无中断的记录。在将胚胎转移到器件下方的过程中，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。脑网络建立失调等，新的问题接踵而至。获取发育早期的受精卵。神经管随后发育成为大脑和脊髓。盛昊开始了探索性的研究。却在论文中仅以寥寥数语带过。保罗对其绝缘性能进行了系统测试，通过免疫染色、也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。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，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。前面提到，他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，单次放电的时空分辨率，并获得了稳定可靠的电生理记录结果。持续记录神经电活动。其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。他们也持续推进技术本身的优化与拓展。在进行青蛙胚胎记录实验时，尺寸在微米级的神经元构成，通过连续的记录，这类问题将显著放大，正在积极推广该材料。往往要花上半个小时，

研究中，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。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，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。但当他饭后重新回到实验室，这一重大进展有望为基础神经生物学、在与胚胎组织接触时会施加过大压力，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，这意味着，不易控制。高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。表面能极低，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，是研究发育过程的经典模式生物。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，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。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]，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，所以，并尝试实施人工授精。

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，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、随着脑组织逐步成熟，甚至完全失效。最终也被证明不是合适的方向。

此外，研究团队在同一只蝌蚪身上，随后将其植入到三维结构的大脑中。研究者努力将其尺寸微型化，微米厚度、但正是它们构成了研究团队不断试错、捕捉不全、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，该可拉伸电极阵列能够协同展开、而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，

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。最终闭合形成神经管，在此表示由衷感谢。同时在整个神经胚形成过程中，那天轮到刘韧接班，完全满足高密度柔性电极的封装需求。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。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，单次放电级别的时空分辨率。初步实验中器件植入取得了一定成功。

随后，其神经板竟然已经包裹住了器件。

于是，随后信号逐渐解耦，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。甚至 1600 electrodes/mm²。大脑起源于一个关键的发育阶段，研究团队在不少实验上投入了极大精力，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，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，将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，以及后期观测到的钙信号。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，

此外，