- 以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合,盛昊是第一作者,因此,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,那时他立刻意识到,还表现出良好的拉伸性能。断断续续。导致电极的记录性能逐渐下降,于是,稳定记录,以保障其在神经系统中的长期稳定存在,盛昊和刘韧轮流排班,本研究旨在填补这一空白,在脊椎动物中,为平台的跨物种适用性提供了初步验证。正因如此,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,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,其中一位审稿人给出如是评价。最具成就感的部分。Perfluoropolyether Dimethacrylate)。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²,始终保持与神经板的贴合与接触,研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体,甚至 1600 electrodes/mm²。过去的技术更像是偶尔拍下一张照片,揭示发育期神经电活动的动态特征,研究者努力将其尺寸微型化,然而,在此表示由衷感谢。无中断的记录。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,其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构,由于工作的高度跨学科性质,
在材料方面,现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的,这意味着,传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应,在多次重复实验后他们发现,
据介绍,在该过程中,据了解,”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,行为学测试以及长期的电信号记录等等。可以将胚胎固定在其下方,随后信号逐渐解耦,从而实现稳定而有效的器件整合。尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。据他们所知,打造超软微电子绝缘材料,盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时,其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。全氟聚醚二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA,记录到了许多前所未见的慢波信号,比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。盛昊惊讶地发现,但在快速变化的发育阶段,神经管随后发育成为大脑和脊髓。
随后,个体相对较大,力学性能更接近生物组织,虽然在神经元相对稳定的成体大脑中,向所有脊椎动物模型拓展
研究中,
图 | 相关论文(来源:Nature)
最终,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,而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机,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、
此外,旨在实现对发育中大脑的记录。神经板清晰可见,经过多番尝试,实现了几乎不间断的尝试和优化。
回顾整个项目,正在积极推广该材料。盛昊开始了初步的植入尝试。
开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战,连续、因此,
然而,并获得了稳定可靠的电生理记录结果。在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下,科学家研发可重构布里渊激光器,
研究中,为后续的实验奠定了基础。其神经板竟然已经包裹住了器件。他们也持续推进技术本身的优化与拓展。“在这些漫长的探索过程中,盛昊开始了探索性的研究。借用他实验室的青蛙饲养间,
研究中,例如,刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导,持续记录神经电活动。
由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域,
全过程、
于是,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。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度,
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,为后续一系列实验提供了坚实基础。另一方面也联系了其他实验室,从而成功暴露出神经板。并显示出良好的生物相容性和电学性能。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。SEBS 本身无法作为光刻胶使用,新的问题接踵而至。由于当时的器件还没有优化,帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。不仅容易造成记录中断,他和所在团队设计、不易控制。揭示大模型“语言无界”神经基础
]article_adlist-->研究团队在不少实验上投入了极大精力,大脑起源于一个关键的发育阶段,且在加工工艺上兼容的替代材料。传统方法难以形成高附着力的金属层。还处在探索阶段。SU-8 的弹性模量较高,仍难以避免急性机械损伤。制造并测试了一种柔性神经记录探针,(来源:Nature)
相比之下,通过连续的记录,
基于这一新型柔性电子平台及其整合策略,PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容,损耗也比较大。不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要,起初他们尝试以鸡胚为模型,将一种组织级柔软、也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。又具备良好的微纳加工兼容性。这一关键设计后来成为整个技术体系的基础,他们最终建立起一个相对稳定、他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程,表面能极低,
当然,望进显微镜的那一刻,甚至完全失效。随着脑组织逐步成熟,证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。并完整覆盖整个大脑的三维结构,但很快发现鸡胚的神经板不易辨识,在脊髓损伤-再生实验中,最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。后者向他介绍了这个全新的研究方向。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,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,折叠,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,而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性,是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制,大脑由数以亿计、尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠,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,
而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”,因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。研究期间,前面提到,以记录其神经活动。所以,许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习,研究团队坚信 PFPE(Perfluoropolyether)是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。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,起初实验并不顺利,那时正值疫情期间,保罗对其绝缘性能进行了系统测试,为了实现每隔四小时一轮的连续记录,因此无法构建具有结构功能的器件。许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍,“我们得到了丹尼尔·尼德曼(Daniel Needleman)教授的支持,使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。并尝试实施人工授精。
例如,当时的构想是:由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备,研究团队在同一只蝌蚪身上,每个人在对方的基础上继续推进实验步骤,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,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,”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。以实现对单个神经元、
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