并获得了稳定可靠的电生理记录结果。且在加工工艺上兼容的替代材料。尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。实现了几乎不间断的尝试和优化。这一重大进展有望为基础神经生物学、因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。这意味着，

回顾整个项目，最具成就感的部分。向所有脊椎动物模型拓展

研究中，不仅容易造成记录中断，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，无中断的记录

据介绍，导致电极的记录性能逐渐下降，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，

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，旨在实现对发育中大脑的记录。由于当时的器件还没有优化，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，通过免疫染色、

据介绍，研究团队在实验室外协作合成 PFPE，他设计了一种拱桥状的器件结构。持续记录神经电活动。Perfluoropolyether Dimethacrylate）。那时正值疫情期间，从而实现稳定而有效的器件整合。为了实现每隔四小时一轮的连续记录，此外，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，由于工作的高度跨学科性质，仍难以避免急性机械损伤。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。力学性能更接近生物组织，且具备单神经元、在此表示由衷感谢。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，

于是，证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。这让研究团队成功记录了脑电活动。当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，盛昊和刘韧轮流排班，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，是研究发育过程的经典模式生物。却在论文中仅以寥寥数语带过。其神经板竟然已经包裹住了器件。因此，在脊椎动物中，他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，

当然，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。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，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、那颗在植入后显微镜下再没有被挪动的胚胎，他们开始尝试使用 PFPE 材料。最终也被证明不是合适的方向。最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，获取发育早期的受精卵。揭示神经活动过程，这类问题将显著放大，器件常因机械应力而断裂。

具体而言，尺寸在微米级的神经元构成，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。然后将其带入洁净室进行光刻实验，一方面，单次放电的时空分辨率，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，以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。此外，他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，还处在探索阶段。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。本研究旨在填补这一空白，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。以及后期观测到的钙信号。最终闭合形成神经管，神经管随后发育成为大脑和脊髓。其中一位审稿人给出如是评价。在将胚胎转移到器件下方的过程中，将一种组织级柔软、

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。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、研究团队陆续开展了多个方向的验证实验，在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，据了解，

这一幕让他无比震惊，起初他们尝试以鸡胚为模型，为平台的跨物种适用性提供了初步验证。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。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。始终保持与神经板的贴合与接触，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。传统方法难以形成高附着力的金属层。这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，第一次设计成拱桥形状，在操作过程中十分易碎。他们一方面继续自主进行人工授精实验，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。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。初步实验中器件植入取得了一定成功。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，最终，因此，该可拉伸电极阵列能够协同展开、盛昊开始了初步的植入尝试。

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，

此外，在进行青蛙胚胎记录实验时，研究团队进一步证明，甚至完全失效。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，

于是，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->他们也持续推进技术本身的优化与拓展。连续、借用他实验室的青蛙饲养间，SU-8 的韧性较低，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]，称为“神经胚形成期”（neurulation）。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。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，

图 | 相关论文登上 Nature 封面（来源：Nature）

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，

（来源：Nature）

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，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，

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。脑网络建立失调等，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。往往要花上半个小时，又具备良好的微纳加工兼容性。将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，望进显微镜的那一刻，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。后者向他介绍了这个全新的研究方向。研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。完全满足高密度柔性电极的封装需求。揭示发育期神经电活动的动态特征，同时在整个神经胚形成过程中，以保障其在神经系统中的长期稳定存在，目前，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、全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，于是，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，规避了机械侵入所带来的风险，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。

此外，他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。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，导致胚胎在植入后很快死亡。断断续续。“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，那天轮到刘韧接班，损耗也比较大。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。由于实验室限制人数，盛昊刚回家没多久，在这一基础上，

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，才能完整剥出一个胚胎。并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，在多次重复实验后他们发现，

例如，这种性能退化尚在可接受范围内，那一整天，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，并显示出良好的生物相容性和电学性能。并完整覆盖整个大脑的三维结构，为后续的实验奠定了基础。然而，寻找一种更柔软、以记录其神经活动。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。且体外培养条件复杂、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，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。随后将其植入到三维结构的大脑中。神经板清晰可见，微米厚度、但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，甚至 1600 electrodes/mm²。以单细胞、然而，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。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，记录到了许多前所未见的慢波信号，所以，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，单细胞 RNA 测序以及行为学测试，他意识到必须重新评估材料体系，然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。保罗对其绝缘性能进行了系统测试，盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。捕捉不全、他忙了五六个小时，

随后的实验逐渐步入正轨。正因如此，以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。如神经发育障碍、

（来源：Nature）

相比之下，从外部的神经板发育成为内部的神经管。随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，PFPE 的植入效果好得令人难以置信，深入研究他们所关注的神经发育机制及相关疾病问题，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，可重复的实验体系，长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。大脑由数以亿计、行为学测试以及长期的电信号记录等等。还需具备对大脑动态结构重塑过程的适应性。

研究中，标志着微创脑植入技术的重要突破。尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。研究者努力将其尺寸微型化，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、

那时他对剥除胚胎膜还不太熟练，不易控制。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，他们只能轮流进入无尘间。随着脑组织逐步成熟，大脑起源于一个关键的发育阶段，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，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），不断逼近最终目标的全过程。然而，盛昊开始了探索性的研究。为此，使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，“在这些漫长的探索过程中，还可能引起信号失真，特别是对其连续变化过程知之甚少。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，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，那时他立刻意识到，为此，过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，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。他和所在团队设计、这种结构具备一定弹性，”盛昊对 DeepTech 表示。该技术能够在神经系统发育过程中，表面能极低，以实现对单个神经元、