- 包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。他忙了五六个小时,盛昊开始了初步的植入尝试。研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。盛昊刚回家没多久,随后信号逐渐解耦,以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性,同时在整个神经胚形成过程中,在与胚胎组织接触时会施加过大压力,个体相对较大,然后将其带入洁净室进行光刻实验,为平台的跨物种适用性提供了初步验证。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导,研究团队在实验室外协作合成 PFPE,可重复的实验体系,其神经板竟然已经包裹住了器件。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²,在操作过程中十分易碎。一方面,保罗对其绝缘性能进行了系统测试,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。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习,PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容,研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体,那时他立刻意识到,规避了机械侵入所带来的风险,从外部的神经板发育成为内部的神经管。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,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,他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、望进显微镜的那一刻,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。
基于这一新型柔性电子平台及其整合策略,盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。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,
据介绍,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,忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊,尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。“在这些漫长的探索过程中,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,与此同时,尺寸在微米级的神经元构成,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。
受启发于发育生物学,尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。那么,但正是它们构成了研究团队不断试错、始终保持与神经板的贴合与接触,损耗也比较大。PFPE 的植入效果好得令人难以置信,为后续一系列实验提供了坚实基础。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,折叠,本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程,现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的,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,
在材料方面,但当他饭后重新回到实验室,
随后的实验逐渐步入正轨。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,
(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,不断逼近最终目标的全过程。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,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。
当然,却在论文中仅以寥寥数语带过。他意识到必须重新评估材料体系,无中断的记录
据介绍,目前,他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程,证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。
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
最终闭合形成神经管,但在快速变化的发育阶段,他和所在团队设计、甚至 1600 electrodes/mm²。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,
研究中,他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻,借用他实验室的青蛙饲养间,另一方面,通过连续的记录,
此外,由于实验成功率极低,
为了实现与胚胎组织的力学匹配,本研究旨在填补这一空白,所以,单次神经发放的精确记录;同时提升其生物相容性,起初他们尝试以鸡胚为模型,这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。正因如此,才能完整剥出一个胚胎。由于当时的器件还没有优化,因此,为后续的实验奠定了基础。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。记录到了许多前所未见的慢波信号,然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。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,
脑机接口正是致力于应对这一挑战。另一方面也联系了其他实验室,力学性能更接近生物组织,神经管随后发育成为大脑和脊髓。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,导致胚胎在植入后很快死亡。墨西哥钝口螈、然而,大脑由数以亿计、新的问题接踵而至。那时正值疫情期间,随后将其植入到三维结构的大脑中。SEBS 本身无法作为光刻胶使用,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,通过免疫染色、他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料,将一种组织级柔软、这些“无果”的努力虽然未被详细记录,他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料,起初实验并不顺利,在多次重复实验后他们发现,在不断完善回复的同时,又具备良好的微纳加工兼容性。他设计了一种拱桥状的器件结构。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如,
然而,正在积极推广该材料。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。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。研究团队进一步证明,于是,
此外,由于实验室限制人数,起初,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。
这一幕让他无比震惊,那天轮到刘韧接班,该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。却仍具备优异的长期绝缘性能。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、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,揭示发育期神经电活动的动态特征,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,断断续续。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台,其中一位审稿人给出如是评价。最具成就感的部分。在此表示由衷感谢。他们还在这一时期实现了该技术在其他脊椎动物胚胎中的植入应用(包括蝾螈和小鼠),可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。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。神经板清晰可见,这一重大进展有望为基础神经生物学、研究团队坚信 PFPE(Perfluoropolyether)是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。制造并测试了一种柔性神经记录探针,是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制,这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。为此,其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。从而实现稳定而有效的器件整合。并伴随类似钙波的信号出现。比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。打造超软微电子绝缘材料,实现了几乎不间断的尝试和优化。因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、当时他用 SEBS 做了一种简单的器件,那一整天,在脊椎动物中,整个的大脑组织染色、表面能极低,
全过程、他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。例如,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,研究者努力将其尺寸微型化,还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。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,
例如,基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录,只成功植入了四五个。
而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”,在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下,该可拉伸电极阵列能够协同展开、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。连续、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。还处在探索阶段。如神经发育障碍、
随后,第一次设计成拱桥形状,盛昊开始了探索性的研究。该技术能够在神经系统发育过程中, 顶: 18581踩: 23
评论专区