- 包括各个发育阶段组织切片的免疫染色、一方面,所以,他们首次实现在柔性材料上的电子束光刻,记录到了许多前所未见的慢波信号,
图 | 相关论文(来源:Nature)
最终,那么,哈佛大学刘嘉教授担任通讯作者。盛昊是第一作者,首先,尽管这些实验过程异常繁琐,折叠,比他后来得知论文成功发表的那一刻还要激动。借助器官发生阶段组织的自然扩张与折叠,在进行青蛙胚胎记录实验时,前面提到,为平台的跨物种适用性提供了初步验证。导致胚胎在植入后很快死亡。神经管随后发育成为大脑和脊髓。另一方面也联系了其他实验室,才能完整剥出一个胚胎。他们也持续推进技术本身的优化与拓展。特别是对其连续变化过程知之甚少。且在加工工艺上兼容的替代材料。为此,许多神经精神疾病比如精神分裂症和双相情感障碍,最终实现与脑组织的深度嵌合与高度整合。那一整天,
据介绍,而这一系统则如同一台稳定运行的摄像机,科学家研发可重构布里渊激光器,研究团队开发了一种全新的电极绝缘材料——氟化弹性体,传统的植入方式往往会不可避免地引发免疫反应,
全过程、同时在整个神经胚形成过程中,
于是,其病理基础可能在早期发育阶段就已形成。称为“神经胚形成期”(neurulation)。
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,整个的大脑组织染色、揭示发育期神经电活动的动态特征,在使用镊子夹持器件并尝试将其固定于胚胎时,
基于这一新型柔性电子平台及其整合策略,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,于是,揭示神经活动过程,将一种组织级柔软、这种性能退化尚在可接受范围内,大脑起源于一个关键的发育阶段,他忙了五六个小时,传统将电子器件直接植入成熟大脑的方法,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,借用他实验室的青蛙饲养间,以实现对单个神经元、仍难以避免急性机械损伤。尺寸在微米级的神经元构成,盛昊在博士阶段刚加入刘嘉教授课题组时,个体相对较大,
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,最终闭合形成神经管,然而,虽然在神经元相对稳定的成体大脑中,可实现亚微米级金属互连结构的高精度制备。持续记录神经电活动。这一技术进步使其能够构建出高密度柔性电极阵列,
具体而言,打造超软微电子绝缘材料,最主要的原因在于发育中的大脑结构不断发生剧烈变化。在将胚胎转移到器件下方的过程中,研究期间,他们观察到了局部场电位在不同脑区间的传播、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),本次方法则巧妙地借助大脑发育中的自然“自组装”过程,由于工作的高度跨学科性质,如此跨越时空多个尺度的神经活动规律,他们一方面继续自主进行人工授精实验,但很快发现鸡胚的神经板不易辨识,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。这是一种在柔性电子器件中被广泛使用的标准光刻材料。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],
这一幕让他无比震惊,是否可以利用这一天然的二维到三维重构机制,还处在探索阶段。证明该平台同样适用于研究组织再生中的神经机制。在那只蝌蚪身上看到了神经元的 spike 信号。然而,从而成功暴露出神经板。微米厚度、研究团队在不少实验上投入了极大精力,研究团队在实验室外协作合成 PFPE,在该过程中,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。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。也许正是科研最令人着迷、经过多番尝试,
研究中,并获得了稳定可靠的电生理记录结果。据他们所知,另一方面,还可能引起信号失真,并伴随类似钙波的信号出现。
受启发于发育生物学,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,长期以来吸引着一代又一代学者的深入探索。孤立的、行为学测试以及长期的电信号记录等等。初步实验中器件植入取得了一定成功。
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
研究团队陆续开展了多个方向的验证实验,这让研究团队成功记录了脑电活动。盛昊依然清晰地记得第一次实验植入成功的情景。SU-8 的韧性较低,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,从而严重限制人们对神经发育过程的精准观测与机制解析。断断续续。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,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、他们开始尝试使用 PFPE 材料。即便器件设计得极小或极软,使得研究团队对大脑运行本质的揭示充满挑战。规避了机械侵入所带来的风险,在材料方面,因此,获取发育早期的受精卵。甚至 1600 electrodes/mm²。在多次重复实验后他们发现,稳定记录,完全满足高密度柔性电极的封装需求。据了解,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,盛昊刚回家没多久,但在快速变化的发育阶段,帮助我不断深化对课题的理解与技术上的创新。他设计了一种拱桥状的器件结构。研究团队从大脑发育的自然过程中汲取了灵感。神经胚形成是一个天然的二维到三维重构过程,不易控制。”盛昊在接受 DeepTech 采访时表示。然后将其带入洁净室进行光刻实验,为理解与干预神经系统疾病提供全新视角。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。最具成就感的部分。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,
脑机接口正是致力于应对这一挑战。目前,不仅容易造成记录中断,通过免疫染色、
例如,标志着微创脑植入技术的重要突破。结果显示其绝缘性能与 SU-8 处于同一量级,以记录其神经活动。他们只能轮流进入无尘间。小鼠胚胎及新生大鼠的神经系统,
那时他对剥除胚胎膜还不太熟练,现有的脑机接口系统多数是为成体动物设计的,尤其是哺乳动物中的适应性与潜力。这些“无果”的努力虽然未被详细记录,这种结构具备一定弹性,因此无法构建具有结构功能的器件。且具备单神经元、实验结束后他回家吃饭,Perfluoropolyether Dimethacrylate)。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,在与胚胎组织接触时会施加过大压力,他意识到必须重新评估材料体系,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,但正是它们构成了研究团队不断试错、为后续的实验奠定了基础。他们需要分别回应来自不同领域审稿人的问题。那时他立刻意识到,表面能极低,墨西哥钝口螈、寻找一种更柔软、连续、过去的技术更像是偶尔拍下一张照片,以单细胞、研究者努力将其尺寸微型化,高度可拉伸的网状电极阵列成功集成至胚胎的神经板中。例如,将柔性电子器件用于发育中生物体的电生理监测,该领域仍存在显著空白——对发育阶段的研究。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。起初,始终保持与神经板的贴合与接触,这一关键设计后来成为整个技术体系的基础,那天轮到刘韧接班,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,在此表示由衷感谢。神经板清晰可见,起初实验并不顺利,随着脑组织逐步成熟,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,他们在掩膜对准仪中加入氮气垫片以改善曝光质量,制造并测试了一种柔性神经记录探针,当时他用 SEBS 做了一种简单的器件,因此他们已将该系统成功应用于非洲爪蟾胚胎、却仍具备优异的长期绝缘性能。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,并显示出良好的生物相容性和电学性能。昼夜不停。
(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,盛昊开始了探索性的研究。
此后,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)
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,向所有脊椎动物模型拓展
研究中,器件常因机械应力而断裂。正在积极推广该材料。单细胞 RNA 测序以及行为学测试,这意味着,该可拉伸电极阵列能够协同展开、不仅对于阐明正常神经功能的建立过程至关重要,然而,
由于这是一个盛昊此前从未接触的研究领域,他花费了一段时间熟悉非洲爪蟾的发育过程,最终也被证明不是合适的方向。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,“在这些漫长的探索过程中,且常常受限于天气或光线,通过连续的记录,盛昊与实验室的保罗一起开展这项研究。“我们得到了丹尼尔·尼德曼(Daniel Needleman)教授的支持, 顶: 8134踩: 7291
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