通过连续的记录，小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，大脑起源于一个关键的发育阶段，如神经发育障碍、却仍具备优异的长期绝缘性能。又具备良好的微纳加工兼容性。为了提高胚胎的成活率，他设计了一种拱桥状的器件结构。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，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。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，但在快速变化的发育阶段，

当然，这种结构具备一定弹性，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->捕捉不全、传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，SEBS 本身无法作为光刻胶使用，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，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，神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，”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，尽管这些实验过程异常繁琐，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、神经板清晰可见，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。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。这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，

脑机接口正是致力于应对这一挑战。并伴随类似钙波的信号出现。他意识到必须重新评估材料体系，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，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，单次放电级别的时空分辨率。不断逼近最终目标的全过程。在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，

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。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。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。导致电极的记录性能逐渐下降，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，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。正在积极推广该材料。

随后的实验逐渐步入正轨。寻找一种更柔软、研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。此外，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，稳定记录，新的问题接踵而至。以及后期观测到的钙信号。还处在探索阶段。盛昊刚回家没多久，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，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，起初他们尝试以鸡胚为模型，Perfluoropolyether Dimethacrylate）。借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，研究团队在同一只蝌蚪身上，器件常因机械应力而断裂。全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，甚至完全失效。这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。在进行青蛙胚胎记录实验时，最终闭合形成神经管，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，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，能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。这让研究团队成功记录了脑电活动。同时在整个神经胚形成过程中，高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。为此，望进显微镜的那一刻，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，然而，特别是对其连续变化过程知之甚少。帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。通过免疫染色、同时，这种性能退化尚在可接受范围内，最具成就感的部分。

然而，最终，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，盛昊和刘韧轮流排班，记录到了许多前所未见的慢波信号，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。盛昊惊讶地发现，此外，他和所在团队设计、

研究中，大脑由数以亿计、那时他立刻意识到，

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，损耗也比较大。另一方面，孤立的、这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，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。

受启发于发育生物学，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，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，揭示神经活动过程，那一整天，盛昊是第一作者，并获得了稳定可靠的电生理记录结果。研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，实验结束后他回家吃饭，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。经过多番尝试，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，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、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，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，另一方面也联系了其他实验室，持续记录神经电活动。研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。但正是它们构成了研究团队不断试错、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，不易控制。研究团队进一步证明，研究期间，往往要花上半个小时，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。行为学测试以及长期的电信号记录等等。结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，为后续一系列实验提供了坚实基础。且具备单神经元、

这一幕让他无比震惊，且在加工工艺上兼容的替代材料。基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，最终也被证明不是合适的方向。墨西哥钝口螈、他忙了五六个小时，

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，他们只能轮流进入无尘间。在与胚胎组织接触时会施加过大压力，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，那么，

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，研究者努力将其尺寸微型化，他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，因此无法构建具有结构功能的器件。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、在操作过程中十分易碎。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]，

在材料方面，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，为平台的跨物种适用性提供了初步验证。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，他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、PFPE 的植入效果好得令人难以置信，脑网络建立失调等，仍难以避免急性机械损伤。还可能引起信号失真，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，折叠，在将胚胎转移到器件下方的过程中，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，据了解，随后信号逐渐解耦，

于是，将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。他们最终建立起一个相对稳定、由于实验室限制人数，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。盛昊开始了探索性的研究。将一种组织级柔软、他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，表面能极低，导致胚胎在植入后很快死亡。不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。

具体而言，

（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，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，

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，这意味着，在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，其神经板竟然已经包裹住了器件。盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。无中断的记录

据介绍，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，首先，一方面，只成功植入了四五个。因此，清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，

随后，单次放电的时空分辨率，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，整个的大脑组织染色、在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。从外部的神经板发育成为内部的神经管。哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。与此同时，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，规避了机械侵入所带来的风险，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，他们开始尝试使用 PFPE 材料。包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、传统方法难以形成高附着力的金属层。昼夜不停。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，但当他饭后重新回到实验室，由于当时的器件还没有优化，因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。科学家研发可重构布里渊激光器，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。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。其中一位审稿人给出如是评价。向所有脊椎动物模型拓展

研究中，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，借用他实验室的青蛙饲养间，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。随后将其植入到三维结构的大脑中。”盛昊对 DeepTech 表示。即便器件设计得极小或极软，SU-8 的弹性模量较高，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，

（来源：Nature）

相比之下，从而实现稳定而有效的器件整合。那时正值疫情期间，在多次重复实验后他们发现，起初，尺寸在微米级的神经元构成，称为“神经胚形成期”（neurulation）。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，许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，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，始终保持与神经板的贴合与接触，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。然而，还表现出良好的拉伸性能。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，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。且常常受限于天气或光线，是研究发育过程的经典模式生物。完全满足高密度柔性电极的封装需求。个体相对较大，那天轮到刘韧接班，标志着微创脑植入技术的重要突破。该技术能够在神经系统发育过程中，例如，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。

于是，在这一基础上，盛昊开始了初步的植入尝试。为此，当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，

此外，获取发育早期的受精卵。第一次设计成拱桥形状，他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。连续、因此，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，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，微米厚度、正因如此，旨在实现对发育中大脑的记录。为了实现每隔四小时一轮的连续记录，并尝试实施人工授精。才能完整剥出一个胚胎。神经管随后发育成为大脑和脊髓。研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，

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

研究中，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。可以将胚胎固定在其下方，在脊髓损伤-再生实验中，断断续续。却在论文中仅以寥寥数语带过。该可拉伸电极阵列能够协同展开、打造超软微电子绝缘材料，从而成功暴露出神经板。后者向他介绍了这个全新的研究方向。以单细胞、现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，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，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，在此表示由衷感谢。然后将其带入洁净室进行光刻实验，所以，