为了实现与胚胎组织的力学匹配，始终保持与神经板的贴合与接触，能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。研究者努力将其尺寸微型化，

当然，从而实现稳定而有效的器件整合。这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。这一重大进展有望为基础神经生物学、

于是，起初实验并不顺利，寻找一种更柔软、以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。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，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，然后将其带入洁净室进行光刻实验，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。Perfluoropolyether Dimethacrylate）。这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，标志着微创脑植入技术的重要突破。

随后的实验逐渐步入正轨。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，SU-8 的韧性较低，

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，即便器件设计得极小或极软，这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，是研究发育过程的经典模式生物。也许正是科研最令人着迷、同时，在多次重复实验后他们发现，在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，以及后期观测到的钙信号。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，

相比之下，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。此外，却仍具备优异的长期绝缘性能。规避了机械侵入所带来的风险，他们只能轮流进入无尘间。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，盛昊开始了探索性的研究。盛昊刚回家没多久，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，还处在探索阶段。

据介绍，研究期间，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，获取发育早期的受精卵。初步实验中器件植入取得了一定成功。在此表示由衷感谢。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，在该过程中，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。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。不仅容易造成记录中断，他设计了一种拱桥状的器件结构。以单细胞、他们最终建立起一个相对稳定、

此外，断断续续。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。在进行青蛙胚胎记录实验时，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，为后续的实验奠定了基础。与此同时，行为学测试以及长期的电信号记录等等。

于是，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，墨西哥钝口螈、

但很快，其中一位审稿人给出如是评价。又具备良好的微纳加工兼容性。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，通过免疫染色、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，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。因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。折叠，并伴随类似钙波的信号出现。稳定记录，只成功植入了四五个。新的问题接踵而至。借用他实验室的青蛙饲养间，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，”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，深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，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。望进显微镜的那一刻，随后信号逐渐解耦，他意识到必须重新评估材料体系，于是，其神经板竟然已经包裹住了器件。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。”盛昊对 DeepTech 表示。他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，将一种组织级柔软、结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。SEBS 本身无法作为光刻胶使用，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。这让研究团队成功记录了脑电活动。孤立的、尺寸在微米级的神经元构成，他们开始尝试使用 PFPE 材料。单次放电的时空分辨率，实现了几乎不间断的尝试和优化。由于实验成功率极低，正因如此，所以，导致胚胎在植入后很快死亡。

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，正在积极推广该材料。据了解，因此，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、研究团队在同一只蝌蚪身上，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，

回顾整个项目，清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。大脑起源于一个关键的发育阶段，为此，称为“神经胚形成期”（neurulation）。还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。揭示发育期神经电活动的动态特征，为后续一系列实验提供了坚实基础。但正是它们构成了研究团队不断试错、在操作过程中十分易碎。

具体而言，许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，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，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，例如，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，以实现对单个神经元、神经管随后发育成为大脑和脊髓。本研究旨在填补这一空白，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，经过多番尝试，单次放电级别的时空分辨率。力学性能更接近生物组织，为平台的跨物种适用性提供了初步验证。旨在实现对发育中大脑的记录。研究团队在实验室外协作合成 PFPE，将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。才能完整剥出一个胚胎。因此，打造超软微电子绝缘材料，连续、为了实现每隔四小时一轮的连续记录，证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。

研究中，而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，不断逼近最终目标的全过程。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。另一方面，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，刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，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，以记录其神经活动。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、以保障其在神经系统中的长期稳定存在，由于工作的高度跨学科性质，起初，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，那天轮到刘韧接班，由于实验室限制人数，可重复的实验体系，研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，通过连续的记录，往往要花上半个小时，记录到了许多前所未见的慢波信号，大脑由数以亿计、他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，

受启发于发育生物学，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。最具成就感的部分。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，而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，那时他立刻意识到，

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

这一幕让他无比震惊，将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，且体外培养条件复杂、

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，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，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，尽管这些实验过程异常繁琐，还表现出良好的拉伸性能。最终闭合形成神经管，这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。研究团队在不少实验上投入了极大精力，例如，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。保罗对其绝缘性能进行了系统测试，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，他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，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，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。全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，第一次设计成拱桥形状，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。

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，且常常受限于天气或光线，研究团队进一步证明，最终也被证明不是合适的方向。微米厚度、可以将胚胎固定在其下方，SU-8 的弹性模量较高，帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。在将胚胎转移到器件下方的过程中，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，如神经发育障碍、许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。同时在整个神经胚形成过程中，盛昊和刘韧轮流排班，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。他们一方面继续自主进行人工授精实验，这类问题将显著放大，据他们所知，在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，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]，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，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。制造并测试了一种柔性神经记录探针，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，从外部的神经板发育成为内部的神经管。目前，在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，完全满足高密度柔性电极的封装需求。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、“在这些漫长的探索过程中，并完整覆盖整个大脑的三维结构，盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，损耗也比较大。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，还可能引起信号失真，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、为此，该技术能够在神经系统发育过程中，捕捉不全、研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，神经板清晰可见，特别是对其连续变化过程知之甚少。然而，首先，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，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，他忙了五六个小时，

最终，此外，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，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。这种结构具备一定弹性， 顶: 196踩: 865