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神经发育机制研究
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“赛博胚胎”绘制大脑发育中神经活动
科技日报· 2025-07-02 07:49
技术突破与核心特点 - 设计并测试了一种名为“赛博胚胎”的柔性电极神经信号记录平台,是首个实现对非透明胚胎中发育期大脑活动进行毫秒级电生理记录的技术突破 [1] - 该平台具有出色的机械适应性,能够随着大脑从二维结构向三维形态转变同步调整,从而稳定地记录脑电活动 [1] - 选用PFPE作为电极绝缘层,该氟化弹性体具备极高的柔韧性和良好的生物相容性,支持亚微米级金属线路的高精度制造 [1] 技术原理与应用方法 - 技术灵感源于发育生物学,利用脊椎动物胚胎“神经胚形成”阶段的自然变化,将超薄、可拉伸的电极阵列嵌入胚胎神经板中 [2] - 随着神经管闭合,电极随之折叠、展开,最终与三维脑组织高度整合,实现了无缝集成且不干扰大脑正常发育和功能 [2] - 该平台已应用于非洲爪蟾胚胎、小鼠胚胎和新生大鼠神经系统等多种脊椎动物模型,在不同物种中实现了稳定的电生理记录 [2] 应用潜力与科学意义 - 该技术有望揭示胚胎如何随发育逐步建立神经环路,以及神经环路与复杂行为之间的关联 [1] - 为研究神经发育机制、理解相关疾病以及推动脑机接口技术发展提供了全新工具 [1] - 在脊髓损伤再生实验中观察到类似发育过程的神经活动模式,显示出该系统在再生医学领域的广泛应用前景 [2]