聚焦超声使得能够精确的非侵入性治疗

卡耐基梅隆大学的贺氏实验室专注于无创神经工程解决方案，不仅提供诊断技术，还提供创新的治疗方案。他们的最新研究表明，通过低强度超声进行的无创神经调节可以在操纵神经元时具有细胞类型的选择性。

帕金森病，癫痫和失眠只是今天使用神经调节治疗技术的一些神经系统疾病。神经调节向神经系统提供控制的身体能量，以治疗和改善患者的生活质量。目前的神经调节方法虽然有效，带来了缺点和局限性。

卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)生物医学工程教授何斌(Bin He)解释说:“脑深部刺激非常成功，但它是一种通过植入电极进行的侵入式电刺激，是当今神经调节如何应用于临床的一个例子。”“医学专业人员也使用了无创经颅磁刺激和经颅电流刺激，两者都缺乏专门关注神经回路水平的能力。我的团队有兴趣帮助开发一种更有效、完全无创的替代疗法。”

低强度经颅聚焦超声(tFUS)是一种新兴的、完全可逆的神经调节技术。它是无创的，精确的，而且不需要手术。在tFUS神经调节过程中，脉冲机械能通过颅骨传递高空间分辨率和选择性，在高度瞄准脑区，这可以通过参数调谐引入激活或抑制。

在最近出版的著作自然通信他的团队首次展示了特定细胞类型可以通过TFUS神经调节靶向。他们的研究发现，兴奋性神经元对超声波脉冲重复频率的敏感性高，而抑制神经元没有。

这一发现意义重大，因为它首次证明了一种非侵入性神经调节技术可以调节选定的细胞亚群，使用的技术可以直接翻译为人类使用。随着TFU的证明性能力激活兴奋性或抑制性神经元，未来的应用可能导致使用聚焦超声能量的脑电路的精确靶向，并通过调谐超声参数来激活或抑制所选择的神经元群。

“我们的研究结果是，我们获得了直接证据，表明大脑中不同神经元种群对超声波刺激的反应是不平等的，”该论文的共同第一作者、卡内基梅隆大学贺建奎实验室的研究科学家余凯(Kai Yu)说。“我们确定了一个关键的刺激参数，能够调节兴奋性和抑制性神经元活动之间的平衡，我们进行了彻底的控制实验，以支持这些有价值的神经科学发现。”

本研究的应用具有广泛的影响;它不仅限于一种疾病。对于许多患有疼痛，抑郁和添加的人来说，他认为可以使用无侵入性的TFUS神经调节来促进治疗。

“如果我们可以使用声学定位和目标大脑的区域，超声我相信，我们有可能治疗无数神经和精神疾病和条件，”何说。“这种治疗方式有很大的潜力，可以改变医生在医学院学习和继续实践的内容。当然，一种无创的、精确的、可逆的治疗方案也会给患者带来无尽的好处。我的梦想是让一切都是非侵入性的。”

他是下一个目标是进一步发展TFU神经调节并直接测试tFUS在治疗人类脑部疾病中的适用性。

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