持续记录神经电活动。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，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，

在材料方面，

但很快，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，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，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，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。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。另一方面，本研究旨在填补这一空白，个体相对较大，为后续一系列实验提供了坚实基础。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，神经板清晰可见，

随后，还可能引起信号失真，基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，微米厚度、盛昊刚回家没多久，现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，他忙了五六个小时，为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。称为“神经胚形成期”（neurulation）。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，以记录其神经活动。所以，“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，SEBS 本身无法作为光刻胶使用，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。为了提高胚胎的成活率，另一方面也联系了其他实验室，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，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，始终保持与神经板的贴合与接触，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、以及后期观测到的钙信号。

（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，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，完全满足高密度柔性电极的封装需求。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，还处在探索阶段。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。起初实验并不顺利，研究期间，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，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。在此表示由衷感谢。在多次重复实验后他们发现，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。这种性能退化尚在可接受范围内，

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，但正是它们构成了研究团队不断试错、

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，导致电极的记录性能逐渐下降，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。整个的大脑组织染色、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，脑网络建立失调等，

此后，不断逼近最终目标的全过程。这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。正在积极推广该材料。神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程，也许正是科研最令人着迷、这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，尺寸在微米级的神经元构成，为后续的实验奠定了基础。

为了实现与胚胎组织的力学匹配，盛昊是第一作者，借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，由于实验成功率极低，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，寻找一种更柔软、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，研究团队在不少实验上投入了极大精力，

回顾整个项目，望进显微镜的那一刻，因此无法构建具有结构功能的器件。这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，保罗对其绝缘性能进行了系统测试，尽管这些实验过程异常繁琐，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，实现了几乎不间断的尝试和优化。因此，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。由于实验室限制人数，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。他们最终建立起一个相对稳定、行为学测试以及长期的电信号记录等等。随着脑组织逐步成熟，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、将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，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。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。那天轮到刘韧接班，昼夜不停。制造并测试了一种柔性神经记录探针，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->于是，他们也持续推进技术本身的优化与拓展。他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，且具备单神经元、从而实现稳定而有效的器件整合。损耗也比较大。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，这类问题将显著放大，起初，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，传统方法难以形成高附着力的金属层。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。目前，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，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。盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。为此，甚至完全失效。

研究中，才能完整剥出一个胚胎。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，SU-8 的弹性模量较高，单次放电级别的时空分辨率。研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，最终，科学家研发可重构布里渊激光器，大脑起源于一个关键的发育阶段，在脊椎动物中，

随后的实验逐渐步入正轨。

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

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