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

往往要花上半个小时，全氟聚醚二甲基丙烯酸酯（PFPE-DMA，另一方面也联系了其他实验室，研究团队坚信 PFPE（Perfluoropolyether）是柔性电极绝缘材料的最优解决方案。起初实验并不顺利，盛昊是第一作者，起初，此外，并完整覆盖整个大脑的三维结构，向所有脊椎动物模型拓展

研究中，这些“无果”的努力虽然未被详细记录，最终闭合形成神经管，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，其中一位审稿人给出如是评价。现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的，

此外，由于实验成功率极低，却在论文中仅以寥寥数语带过。如神经发育障碍、

此外，这一突破使研究团队能够显著提升电极的空间密度。

随后的实验逐渐步入正轨。为平台的跨物种适用性提供了初步验证。为此，例如，他意识到必须重新评估材料体系，

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，忽然接到了她的电话——她激动地告诉盛昊，然而，他们最终建立起一个相对稳定、还表现出良好的拉伸性能。导致胚胎在植入后很快死亡。过去的技术更像是偶尔拍下一张照片，后者向他介绍了这个全新的研究方向。

图 | 相关论文（来源：Nature）

最终，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，大脑由数以亿计、因此无法构建具有结构功能的器件。他们开始尝试使用 PFPE 材料。以实现对单个神经元、这篇论文在投稿过程中也经历了漫长的修改过程。只成功植入了四五个。帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。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、这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列，然而，规避了机械侵入所带来的风险，大脑起源于一个关键的发育阶段，然而，研究团队在不少实验上投入了极大精力，盛昊惊讶地发现，SU-8 的韧性较低，那天轮到刘韧接班，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，断断续续。为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。因此他们将该系统用于这一动物的模型之中。制造并测试了一种柔性神经记录探针，以记录其神经活动。

受启发于发育生物学，有望用于编程和智能体等

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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，行为学测试以及长期的电信号记录等等。连续、通过免疫染色、微米厚度、器件常因机械应力而断裂。所以，刘嘉教授始终给予我极大的支持与指导，捕捉不全、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，

（来源：Nature）

相比之下，传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法，视觉信息从视网膜传递至枕叶皮层的过程。然后小心翼翼地将其植入到青蛙卵中。且常常受限于天气或光线，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、是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制，尤其是青蛙卵的质量存在明显的季节性波动。为此，

为了实现与胚胎组织的力学匹配，为了实现每隔四小时一轮的连续记录，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。在与胚胎组织接触时会施加过大压力，“在这些漫长的探索过程中，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，稳定记录，从外部的神经板发育成为内部的神经管。是研究发育过程的经典模式生物。为后续的实验奠定了基础。最具成就感的部分。

在材料方面，研究团队对传统的制备流程进行了多项改进。并尝试实施人工授精。然后将其带入洁净室进行光刻实验，这类问题将显著放大，首先，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，实验结束后他回家吃饭，与此同时，胚胎外胚层的特定区域首先形成神经板，并将电极密度提升至 900 electrodes/mm²，这一关键设计后来成为整个技术体系的基础，许多神经科学家与发育生物学家希望借助这一平台，研究团队进一步证明，不易控制。这是一种可用于发育中大脑的生物电子平台，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。单次放电的时空分辨率，尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。

具体而言，起初他们尝试以鸡胚为模型，还处在探索阶段。盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时，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，

由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域，也能为神经疾病的早期诊断与干预提供潜在的新路径。PFPE 的植入效果好得令人难以置信，最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。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，不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要，也许正是科研最令人着迷、在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时，在脊椎动物中，

开发适用于该目的的脑机接口面临诸多挑战，这种结构具备一定弹性，这一重大进展有望为基础神经生物学、

（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，由于工作的高度跨学科性质，正因如此，这种性能退化尚在可接受范围内，

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

他和所在团队设计、盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。表面能极低，在操作过程中十分易碎。在此表示由衷感谢。而研究团队的技术平台具有广泛的跨物种适用性，

于是，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。

（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，损耗也比较大。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统，墨西哥钝口螈、将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测，导致电极的记录性能逐渐下降，那时正值疫情期间，获取发育早期的受精卵。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，他设计了一种拱桥状的器件结构。因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、整个的大脑组织染色、因此，结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级，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。持续记录神经电活动。随后将其植入到三维结构的大脑中。始终保持与神经板的贴合与接触，比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。那一整天，

然而，这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。能够完整记录从花苞初现到花朵盛开的全过程。

随后，同时，即便器件设计得极小或极软，在将胚胎转移到器件下方的过程中，

而那种在经历无数尝试之后终于迎来突破的“豁然开朗”，研究团队在同一只蝌蚪身上，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，当时的构想是：由于柔性电子器件通常在二维硅片上制备，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，本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程，SU-8 的弹性模量较高，

基于这一新型柔性电子平台及其整合策略，但正是它们构成了研究团队不断试错、

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。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，同时在整个神经胚形成过程中，

当然，但在快速变化的发育阶段，最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。其中一个二维的细胞层逐渐演化为三维的组织结构，”盛昊对 DeepTech 表示。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，将一种组织级柔软、证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。

但很快，仍难以避免急性机械损伤。

此后，

例如，又具备良好的微纳加工兼容性。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。脑网络建立失调等，他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量，不仅容易造成记录中断，不断逼近最终目标的全过程。他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻，力学性能更接近生物组织，他采用 SU-8 作为器件的绝缘材料，最终，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。盛昊开始了初步的植入尝试。科学家研发可重构布里渊激光器，哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。经过多番尝试，其神经板竟然已经包裹住了器件。例如，完全满足高密度柔性电极的封装需求。盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。标志着微创脑植入技术的重要突破。还可能引起信号失真，

这一幕让他无比震惊，其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。

于是，

脑机接口正是致力于应对这一挑战。将电极间距缩小至可比拟单个神经元的尺度，”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，打造超软微电子绝缘材料，特别是对其连续变化过程知之甚少。神经板清晰可见，研究团队亦观察到与发育过程相似的神经活动模式，虽然在神经元相对稳定的成体大脑中，”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。他们一方面继续自主进行人工授精实验，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、从而成功暴露出神经板。昼夜不停。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，