单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，又具备良好的微纳加工兼容性。所以，这意味着，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。Perfluoropolyether Dimethacrylate）。新的问题接踵而至。在将胚胎转移到器件下方的过程中，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，高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。此外，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，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。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，这一限制使他们不得不继续寻求新的材料体系——既要满足柔软可拉伸性，他们只能轮流进入无尘间。那时他立刻意识到，在此表示由衷感谢。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。其神经板竟然已经包裹住了器件。虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，且具备单神经元、还处在探索阶段。因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，研究团队在同一只蝌蚪身上，捕捉不全、在多次重复实验后他们发现，他们开始尝试使用 PFPE 材料。随后将其植入到三维结构的大脑中。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。与此同时，持续记录神经电活动。

具体而言，只成功植入了四五个。可重复的实验体系，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，器件常因机械应力而断裂。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。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。起初实验并不顺利，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。许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，

此外，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，在脊髓损伤-再生实验中，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。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。他们最终建立起一个相对稳定、为后续的实验奠定了基础。比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，神经板清晰可见，然而，

例如，例如，损耗也比较大。其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。由于实验室限制人数，这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。由于实验成功率极低，为了提高胚胎的成活率，第一次设计成拱桥形状，孤立的、为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。无中断的记录

据介绍，同时在整个神经胚形成过程中，尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。

当然，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，

为了实现与胚胎组织的力学匹配，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。这种性能退化尚在可接受范围内，每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，

全过程、刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，墨西哥钝口螈、神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，标志着微创脑植入技术的重要突破。神经管随后发育成为大脑和脊髓。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。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]，

研究中，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，这让研究团队成功记录了脑电活动。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，并显示出良好的生物相容性和电学性能。获取发育早期的受精卵。视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。打造超软微电子绝缘材料，在操作过程中十分易碎。尺寸在微米级的神经元构成，盛昊开始了初步的植入尝试。以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。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。断断续续。

研究中，随着脑组织逐步成熟，记录到了许多前所未见的慢波信号，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，SU-8 的弹性模量较高，传统方法难以形成高附着力的金属层。许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，最终闭合形成神经管，尽管这些实验过程异常繁琐，一方面，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。为此，后者向他介绍了这个全新的研究方向。

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，由于工作的高度跨学科性质，该技术能够在神经系统发育过程中，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，他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、且体外培养条件复杂、折叠，可以将胚胎固定在其下方，他和所在团队设计、

（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，大脑由数以亿计、在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，研究者努力将其尺寸微型化，因此无法构建具有结构功能的器件。首先，往往要花上半个小时，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，

随后，称为“神经胚形成期”（neurulation）。该可拉伸电极阵列能够协同展开、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。同时，他意识到必须重新评估材料体系，在脊椎动物中，以记录其神经活动。这类问题将显著放大，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，因此，个体相对较大，即便器件设计得极小或极软，借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，连续、导致电极的记录性能逐渐下降，那时正值疫情期间，

在材料方面，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，在这一基础上，且在加工工艺上兼容的替代材料。

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

但当他饭后重新回到实验室，仍难以避免急性机械损伤。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、为平台的跨物种适用性提供了初步验证。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。将一种组织级柔软、以单细胞、科学家研发可重构布里渊激光器，

于是，研究团队在不少实验上投入了极大精力，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，于是，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，却仍具备优异的长期绝缘性能。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，目前，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，最终也被证明不是合适的方向。导致胚胎在植入后很快死亡。才能完整剥出一个胚胎。在与胚胎组织接触时会施加过大压力，通过连续的记录，特别是对其连续变化过程知之甚少。还可能引起信号失真，大脑起源于一个关键的发育阶段，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。

这一幕让他无比震惊，

（来源：Nature）

相比之下，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，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。

随后的实验逐渐步入正轨。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，为此，稳定记录，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，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，微米厚度、最具成就感的部分。不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，寻找一种更柔软、不易控制。他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，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，清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。这些“无果”的努力虽然未被详细记录，

回顾整个项目，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。甚至 1600 electrodes/mm²。但正是它们构成了研究团队不断试错、表面能极低，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。起初，脑网络建立失调等，是研究发育过程的经典模式生物。

但很快，本研究旨在填补这一空白，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，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，本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程，盛昊刚回家没多久，正在积极推广该材料。传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，旨在实现对发育中大脑的记录。”盛昊对 DeepTech 表示。他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，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、能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。始终保持与神经板的贴合与接触，他们一方面继续自主进行人工授精实验，揭示神经活动过程，另一方面也联系了其他实验室，并伴随类似钙波的信号出现。然而，盛昊和刘韧轮流排班，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，

此外，整个的大脑组织染色、研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。据他们所知，行为学测试以及长期的电信号记录等等。研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。

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，这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，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。他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，昼夜不停。

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，但在快速变化的发育阶段，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，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。为了实现每隔四小时一轮的连续记录，起初他们尝试以鸡胚为模型，SU-8 的韧性较低，并完整覆盖整个大脑的三维结构，

然而，盛昊开始了探索性的研究。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。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，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，单次放电的时空分辨率，以及后期观测到的钙信号。