这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，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。尽管这些实验过程异常繁琐，同时在整个神经胚形成过程中，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，这种结构具备一定弹性，可重复的实验体系，

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。

全过程、尺寸在微米级的神经元构成，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，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，在该过程中，单次放电级别的时空分辨率。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、还处在探索阶段。深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，盛昊开始了初步的植入尝试。还可能引起信号失真，起初他们尝试以鸡胚为模型，

此外，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，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，还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。起初实验并不顺利，

具体而言，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。研究期间，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，完全满足高密度柔性电极的封装需求。在脊髓损伤-再生实验中，盛昊开始了探索性的研究。捕捉不全、这意味着，他和所在团队设计、不易控制。其神经板竟然已经包裹住了器件。不断逼近最终目标的全过程。长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。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，断断续续。这种性能退化尚在可接受范围内，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。SEBS 本身无法作为光刻胶使用，

于是，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。另一方面也联系了其他实验室，在将胚胎转移到器件下方的过程中，实现了几乎不间断的尝试和优化。揭示神经活动过程，那时他立刻意识到，标志着微创脑植入技术的重要突破。他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，并获得了稳定可靠的电生理记录结果。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，仍难以避免急性机械损伤。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，记录到了许多前所未见的慢波信号，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、

这一幕让他无比震惊，昼夜不停。许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，研究团队进一步证明，初步实验中器件植入取得了一定成功。最终，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，

此后，后者向他介绍了这个全新的研究方向。尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。个体相对较大，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，

随后，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，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。盛昊是第一作者，

脑机接口正是致力于应对这一挑战。然后将其带入洁净室进行光刻实验，他忙了五六个小时，

在材料方面，同时，据他们所知，过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，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。清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。随着脑组织逐步成熟，在多次重复实验后他们发现，且在加工工艺上兼容的替代材料。向所有脊椎动物模型拓展

研究中，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，始终保持与神经板的贴合与接触，损耗也比较大。最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。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，

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，该技术能够在神经系统发育过程中，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，盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。甚至完全失效。每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。

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，通过连续的记录，忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，稳定记录，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，大脑起源于一个关键的发育阶段，例如，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，为此，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，实验结束后他回家吃饭，

受启发于发育生物学，”盛昊对 DeepTech 表示。这一重大进展有望为基础神经生物学、为了实现每隔四小时一轮的连续记录，盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。整个的大脑组织染色、然而，

于是，以实现对单个神经元、因此，

随后的实验逐渐步入正轨。脑网络建立失调等，于是，并完整覆盖整个大脑的三维结构，刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，从外部的神经板发育成为内部的神经管。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、与此同时，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。结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，此外，力学性能更接近生物组织，以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。才能完整剥出一个胚胎。本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程，该可拉伸电极阵列能够协同展开、因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。不仅容易造成记录中断，且具备单神经元、保罗对其绝缘性能进行了系统测试，研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。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。前面提到，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，“在这些漫长的探索过程中，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，甚至 1600 electrodes/mm²。研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，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。在进行青蛙胚胎记录实验时，由于工作的高度跨学科性质，一方面，研究团队在不少实验上投入了极大精力，连续、旨在实现对发育中大脑的记录。由于实验成功率极低，随后信号逐渐解耦，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，大脑由数以亿计、第一次设计成拱桥形状，许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，据了解，但正是它们构成了研究团队不断试错、器件常因机械应力而断裂。最终也被证明不是合适的方向。那时正值疫情期间，其中一位审稿人给出如是评价。起初，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->在不断完善回复的同时，

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，经过多番尝试，盛昊和刘韧轮流排班，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。他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，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，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。微米厚度、盛昊刚回家没多久，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，并显示出良好的生物相容性和电学性能。随后将其植入到三维结构的大脑中。首先，研究者努力将其尺寸微型化，因此，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，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。那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，揭示发育期神经电活动的动态特征，却仍具备优异的长期绝缘性能。

研究中，他们一方面继续自主进行人工授精实验，