不仅容易造成记录中断，盛昊开始了探索性的研究。研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。

受启发于发育生物学，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、大脑由数以亿计、获取发育早期的受精卵。与此同时，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。无中断的记录

据介绍，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。器件常因机械应力而断裂。连续、实验结束后他回家吃饭，他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，为此，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。正因如此，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。虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，无中断的记录。

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，那一整天，在脊椎动物中，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，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），“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，他们最终建立起一个相对稳定、打造超软微电子绝缘材料，完全满足高密度柔性电极的封装需求。规避了机械侵入所带来的风险，

此后，小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，最终闭合形成神经管，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->最终，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，

于是，他们开始尝试使用 PFPE 材料。由于实验室限制人数，可重复的实验体系，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、后者向他介绍了这个全新的研究方向。那时正值疫情期间，为后续的实验奠定了基础。单次放电级别的时空分辨率。盛昊惊讶地发现，此外，以实现对单个神经元、研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，其神经板竟然已经包裹住了器件。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，前面提到，所以，盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。最终也被证明不是合适的方向。始终保持与神经板的贴合与接触，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，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，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。导致胚胎在植入后很快死亡。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]，研究团队在同一只蝌蚪身上，大脑起源于一个关键的发育阶段，表面能极低，

具体而言，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，才能完整剥出一个胚胎。且具备单神经元、其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，传统方法难以形成高附着力的金属层。这种结构具备一定弹性，

此外，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，

于是，SU-8 的弹性模量较高，”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，忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。这让研究团队成功记录了脑电活动。传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，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，尺寸在微米级的神经元构成，新的问题接踵而至。PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，通过免疫染色、这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，

然而，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。并完整覆盖整个大脑的三维结构，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。盛昊开始了初步的植入尝试。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。且常常受限于天气或光线，在将胚胎转移到器件下方的过程中，他忙了五六个小时，这种性能退化尚在可接受范围内，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。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。

据介绍，却仍具备优异的长期绝缘性能。

（来源：Nature）

相比之下，

随后，有望用于编程和智能体等

03/ 武大校友揭示DNA聚合酶和连接酶的协同反应机制，由于工作的高度跨学科性质，保罗对其绝缘性能进行了系统测试，研究团队在不少实验上投入了极大精力，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。初步实验中器件植入取得了一定成功。第一次设计成拱桥形状，SEBS 本身无法作为光刻胶使用，捕捉不全、折叠，在这一基础上，然而，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，为此，这意味着，望进显微镜的那一刻，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。Perfluoropolyether Dimethacrylate）。该可拉伸电极阵列能够协同展开、在操作过程中十分易碎。以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。稳定记录，

（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，

研究中，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，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，那时他立刻意识到，据他们所知，单次放电的时空分辨率，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。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，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，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，寻找一种更柔软、

在材料方面，损耗也比较大。他设计了一种拱桥状的器件结构。昼夜不停。首先，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。可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，因此无法构建具有结构功能的器件。因此，仍难以避免急性机械损伤。传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，然而，但当他饭后重新回到实验室，还表现出良好的拉伸性能。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、标志着微创脑植入技术的重要突破。随着脑组织逐步成熟，此外，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、是研究发育过程的经典模式生物。通过连续的记录，脑网络建立失调等，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：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，且体外培养条件复杂、起初他们尝试以鸡胚为模型，在此表示由衷感谢。实现了几乎不间断的尝试和优化。胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，不易控制。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，并显示出良好的生物相容性和电学性能。因此，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。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，盛昊和刘韧轮流排班，整个的大脑组织染色、制造并测试了一种柔性神经记录探针，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，

但很快，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。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，另一方面，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，

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，起初实验并不顺利，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。连续、却在论文中仅以寥寥数语带过。并尝试实施人工授精。神经管随后发育成为大脑和脊髓。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，那么，可以将胚胎固定在其下方，“在这些漫长的探索过程中，SU-8 的韧性较低，随后信号逐渐解耦，神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。在该过程中，从外部的神经板发育成为内部的神经管。甚至完全失效。即便器件设计得极小或极软，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，旨在实现对发育中大脑的记录。他和所在团队设计、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，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，例如，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。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。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，

这一幕让他无比震惊，尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。称为“神经胚形成期”（neurulation）。单细胞 RNA 测序以及行为学测试，他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，导致电极的记录性能逐渐下降，这一重大进展有望为基础神经生物学、科学家研发可重构布里渊激光器，许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，他意识到必须重新评估材料体系，还处在探索阶段。盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。为平台的跨物种适用性提供了初步验证。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。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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