【產(chǎn)通社，9月12日訊】倫敦大學(xué)學(xué)院和牛津大學(xué)納菲爾德臨床神經(jīng)科學(xué)系的研究人員開(kāi)發(fā)了一種超聲波設(shè)備——經(jīng)顱超聲刺激（TUS）技術(shù)，無(wú)需手術(shù)就能精確刺激大腦深處的區(qū)域，為帕金森病和抑郁癥等疾病的神經(jīng)學(xué)研究和治療開(kāi)展了新的可能性。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直在尋找一種調(diào)節(jié)大腦功能的方法，以提高我們理解大腦是如何工作的，并使用非手術(shù)的非侵入性方法治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如最新發(fā)現(xiàn)的經(jīng)顱超聲刺激（TUS）技術(shù)。

這項(xiàng)研究首次介紹了一種新的超聲設(shè)備，能夠在不進(jìn)行手術(shù)的情況下影響深部大腦區(qū)域，其目標(biāo)區(qū)域比傳統(tǒng)超聲設(shè)備可以精確定位的區(qū)域小1000倍左右，比以前的深部大腦超聲設(shè)備小30倍。

這項(xiàng)新技術(shù)的特點(diǎn)是在一個(gè)特殊的頭盔內(nèi)配置了256個(gè)元件，將聚焦的超聲波束發(fā)送到大腦的特定部位，以調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動(dòng)。它還包括一個(gè)柔軟的塑料面罩，通過(guò)保持頭部靜止，有助于更精確地瞄準(zhǔn)超聲波。

研究小組通過(guò)瞄準(zhǔn)丘腦的一部分，在七名人類志愿者身上展示了該系統(tǒng)的能力，丘腦是大腦中心的一個(gè)小結(jié)構(gòu)，有助于傳遞感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)信息，即參與處理視覺(jué)信息的外側(cè)膝狀體核（LGN）。

在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，參與者看著一個(gè)閃爍的棋盤(pán)，它通過(guò)眼睛向大腦發(fā)送信號(hào)。在用超聲設(shè)備刺激期間，功能性磁共振成像（fMRI）掃描顯示參與者視覺(jué)皮層的活動(dòng)顯著增加，證實(shí)了LGN的精確靶向。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)顯示，在超聲波刺激后，視覺(jué)皮層活動(dòng)持續(xù)下降至少40分鐘，突顯了該系統(tǒng)誘導(dǎo)大腦功能持久變化的潛力。

盡管參與者在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有意識(shí)到他們所看到的任何變化，但大腦掃描顯示了神經(jīng)活動(dòng)的顯著和持久的變化。最終目標(biāo)是利用這些效應(yīng)產(chǎn)生臨床有益的結(jié)果，如停止手部震顫。

倫敦大學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)物理和生物醫(yī)學(xué)工程研究的資深作者Bradley Treeby教授說(shuō)：“這一進(jìn)展為神經(jīng)科學(xué)研究和臨床治療開(kāi)辟了機(jī)會(huì)。科學(xué)家們首次能夠非侵入性地研究以前只能通過(guò)手術(shù)才能進(jìn)入的深部大腦回路中的因果關(guān)系�！�

“在臨床上，這項(xiàng)新技術(shù)可以改變帕金森病、抑郁癥和原發(fā)性震顫等神經(jīng)和精神疾病的治療，為靶向在這些疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用的特定腦回路提供前所未有的精確度。

“無(wú)需手術(shù)即可精確調(diào)節(jié)大腦深層結(jié)構(gòu)的能力代表了神經(jīng)科學(xué)的范式轉(zhuǎn)變，為理解大腦功能和開(kāi)發(fā)靶向治療提供了一種安全、可逆和可重復(fù)的方法。'

除了研究應(yīng)用外，該系統(tǒng)還為新的臨床干預(yù)鋪平道路。目前用于治療帕金森病等疾病的深部腦刺激（DBS）需要侵入性手術(shù)，并存在相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。新的超聲系統(tǒng)提供了一種具有相當(dāng)精度的非侵入性替代方案，可能允許臨床醫(yī)生在手術(shù)前測(cè)試可用于治療疾病的大腦區(qū)域，甚至完全取代手術(shù)方法。

牛津大學(xué)納菲爾德臨床神經(jīng)科學(xué)系這項(xiàng)研究的第一作者Ioana Grigoras博士說(shuō)：“這種新型腦刺激裝置代表了我們精確靶向以前不可能非侵入性到達(dá)的大腦深層結(jié)構(gòu)的能力的突破。我們對(duì)其在帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的潛在臨床應(yīng)用感到特別興奮，因?yàn)榕两鹕?duì)大腦深部區(qū)域的影響尤其嚴(yán)重�！�

認(rèn)識(shí)到這種臨床潛力，研究小組的幾名成員最近成立了NeuroHarmonics，這是倫敦大學(xué)學(xué)院的一家衍生公司，開(kāi)發(fā)了該系統(tǒng)的便攜式可穿戴版本。該公司旨在為臨床治療和更廣泛的治療應(yīng)用提供精確、非侵入性的深部腦療法。

倫敦大學(xué)學(xué)院醫(yī)學(xué)物理和生物醫(yī)學(xué)工程研究的第一作者Eleanor Martin博士說(shuō)：“我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)與同步fMRI兼容，使我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)刺激的效果。這為閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控和個(gè)性化治療開(kāi)辟了令人興奮的可能性�！�

研究人員強(qiáng)調(diào)，需要進(jìn)一步的研究來(lái)充分了解TUS誘導(dǎo)的神經(jīng)調(diào)控的潛在機(jī)制。然而，這一結(jié)果標(biāo)志著安全、有效和有針對(duì)性的腦刺激技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。

該研究得到了工程與物理科學(xué)研究委員會(huì)（EPSRC）、Wellcome和NIHR牛津健康生物醫(yī)學(xué)研究中心的支持。查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)官方網(wǎng)站http://www.ox.ac.uk/news，以及
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63020-1。（張怡，產(chǎn)通發(fā)布）