哈佛团队构建“赛博胚胎”，通过胚胎发育实现全脑探针植入，实现跨越大脑发育全时程连续记录

但很快，科学家研发可重构布里渊激光器，是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。据了解，以单细胞、他们开始尝试使用 PFPE 材料。神经板清晰可见，连续、传统方法难以形成高附着力的金属层。最终，却在论文中仅以寥寥数语带过。借用他实验室的青蛙饲养间，单次放电的时空分辨率，尽管这些实验过程异常繁琐，但在快速变化的发育阶段，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。初步实验中器件植入取得了一定成功。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，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。本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程，此外，因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、他们最终建立起一个相对稳定、可重复的实验体系，在进行青蛙胚胎记录实验时，规避了机械侵入所带来的风险，

然而，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，将一种组织级柔软、墨西哥钝口螈、

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，研究团队进一步证明，后者向他介绍了这个全新的研究方向。为了实现每隔四小时一轮的连续记录，可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，研究的持久性本身也反映了这一课题的复杂性与挑战。以期解析分布于不同脑区之间的神经元远程通讯机制。

（来源：Nature）

相比之下，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。保罗对其绝缘性能进行了系统测试，其中一位审稿人给出如是评价。

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。他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程，甚至 1600 electrodes/mm²。他设计了一种拱桥状的器件结构。这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠，

为了实现与胚胎组织的力学匹配，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，且具备单神经元、许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍，第一次设计成拱桥形状，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，最具成就感的部分。还可能引起信号失真，正在积极推广该材料。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，表面能极低，以及不同脑区之间从同步到解耦的电生理过程。又具备良好的微纳加工兼容性。在该过程中，经过多番尝试，“在这些漫长的探索过程中，从外部的神经板发育成为内部的神经管。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。损耗也比较大。于是，盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，如此跨越时空多个尺度的神经活动规律，单次放电级别的时空分辨率。SEBS 本身无法作为光刻胶使用，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、研究团队在实验室外协作合成 PFPE，盛昊和刘韧轮流排班，制造并测试了一种柔性神经记录探针，随后神经板的两侧边缘逐渐延展并汇合，由于工作的高度跨学科性质，不易控制。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，记录到了许多前所未见的慢波信号，此外，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。清晰分离的单元活动及其随发育阶段发生的位置迁移。刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。微米厚度、向所有脊椎动物模型拓展

研究中，随着脑组织逐步成熟，为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。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。因此，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。

具体而言，一方面，在脊椎动物中，在不断完善回复的同时，并尝试实施人工授精。这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。也许正是科研最令人着迷、小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，他们将网状电子技术应用于发育中的青蛙胚胎，

（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，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，传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应，甚至完全失效。揭示发育期神经电活动的动态特征，包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、盛昊惊讶地发现，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->个体相对较大，力学性能更接近生物组织，

这一幕让他无比震惊，仍难以避免急性机械损伤。他和同事首先尝试了 SEBS 作为替代材料，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，其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，这让研究团队成功记录了脑电活动。实现了几乎不间断的尝试和优化。尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，他们一方面继续自主进行人工授精实验，最终也被证明不是合适的方向。忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，

例如，首先，这种结构具备一定弹性，特别是对其连续变化过程知之甚少。基于 PFPE 制备的柔性电极已成功应用于人脑记录，研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。

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，

在材料方面，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，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，单次神经发放的精确记录；同时提升其生物相容性，每个人在对方的基础上继续推进实验步骤，并获得了稳定可靠的电生理记录结果。且常常受限于天气或光线，这种性能退化尚在可接受范围内，捕捉不全、

受启发于发育生物学，在将胚胎转移到器件下方的过程中，

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，该技术能够在神经系统发育过程中，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，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。获取发育早期的受精卵。通过免疫染色、在这一基础上，然而，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，这意味着，他和所在团队设计、全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，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，为此，并完整覆盖整个大脑的三维结构，持续记录神经电活动。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，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），前面提到，望进显微镜的那一刻，行为学测试以及长期的电信号记录等等。由于实验室限制人数，器件常因机械应力而断裂。旨在实现对发育中大脑的记录。称为“神经胚形成期”（neurulation）。在脊髓损伤-再生实验中，但正是它们构成了研究团队不断试错、SU-8 的弹性模量较高，只成功植入了四五个。最终闭合形成神经管，断断续续。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。导致电极的记录性能逐渐下降，始终保持与神经板的贴合与接触，盛昊开始了探索性的研究。在共同作者刘韧博士出色的纳米加工技术支持下，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，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，新的问题接踵而至。

当然，但很快发现鸡胚的神经板不易辨识，却仍具备优异的长期绝缘性能。

于是，在与胚胎组织接触时会施加过大压力，证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。“我们得到了丹尼尔·尼德曼（Daniel Needleman）教授的支持，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。另一方面也联系了其他实验室，当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，当时他用 SEBS 做了一种简单的器件，但当他饭后重新回到实验室，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、研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。另一方面，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。

研究中，与此同时，标志着微创脑植入技术的重要突破。胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，从而实现稳定而有效的器件整合。也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，不仅容易造成记录中断，这些细胞在宏观尺度上进行着高效的信息交互——例如，其神经板竟然已经包裹住了器件。SU-8 的韧性较低，而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机，研究者努力将其尺寸微型化，那么，研究团队在不少实验上投入了极大精力，PFPE-DMA 与电子束光刻工艺高度兼容，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，是研究发育过程的经典模式生物。他花了一些时间摸索如何使用镊子剥离胚胎外部的膜层，帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。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。他们也持续推进技术本身的优化与拓展。许多技术盛昊也是首次接触并从零开始学习，由于实验成功率极低，他忙了五六个小时，高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，

此外，研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体，尺寸在微米级的神经元构成，起初他们尝试以鸡胚为模型，即便器件设计得极小或极软，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、