忘记脑部手术:超声波疗法可以帮助治疗大脑

他是卡内基梅隆大学的实验室专注于侵入性神经工程学解决方案不仅提供诊断技术,也是创新的治疗方法。他们最近的研究表明,非侵入性神经调节通过低强度超声波可以在操纵程控选择性神经元。

帕金森病、癫痫症和失眠症的神经障碍只是几个今天使用神经调节治疗技术。神经调节提供控制体力神经系统治疗,提高患者的生活质量。当前神经调节的方法,而有效,把缺点和局限性。

“脑深部电刺激,这是非常成功的,但一种侵入性的电刺激通过植入电极,是神经调节是如何被使用的一个例子在临床环境的今天,“本。他解释说,卡内基梅隆大学生物医学工程教授。“医务人员也使用无创性经颅磁刺激和经颅电流刺激,两者都缺乏专门关注neuro-circuit水平的能力。我的小组有兴趣帮助建立一个更有效和完全非侵入性的选择。”

低强度超声经颅集中或tFUS,是一个新兴的和完全reversable神经调节技术。非侵入性,精确,它不需要手术。机械能在tFUS神经调节,脉冲传播通过头骨,高空间分辨率和选择性,具有高度针对性的大脑区域,可以引导引起活化或抑制参数调优。

在最近发表在《自然通讯工作,他的小组证明,第一次,可以有针对性的通过特定的细胞类型tFUS神经调节。他们的研究发现,兴奋性神经元显示超声波脉冲重复频率灵敏度高,而抑制性神经元没有。

这一发现很重要,因为它展示了第一个能力的神经调节技术调节选定的细胞亚群,运用这一技术,可以直接翻译为人类使用。证明能力的tFUS兴奋或抑制性神经元激活,未来的应用可能会导致大脑回路使用精确的靶向聚焦超声能量,并激活或抑制的神经元群体选择优化超声参数。

“由于我们的研究,我们获得的直接证据,不同的神经元数量不平等对超声波刺激大脑,”凯Yu说,co-first该论文的作者之一,研究科学家在他在卡内基梅隆大学的实验室。“我们发现了一个关键的刺激参数,可以调整平衡兴奋和抑制性神经元的活动,我们进行了全面的控制实验来支持这些宝贵的神经科学的研究结果。”

该研究的应用广泛的影响;它不只是局限于一种疾病。对许多人遭受痛苦,抑郁和,他认为非侵入性tFUS神经调节可以用来促进治疗。

“如果我们可以使用声学定位和目标的大脑区域,超声能量,我相信我们可以把无数的神经和精神疾病,”他说。”这种类型的治疗方案有很大潜力将医生在医学院学习,继续练习。当然,无创、准确、翻转处理选项也给患者带来无尽的好处。我的梦想是让一切的。”

他的下一个目标是进一步发展tFUS神经调节技术与提高空间分辨率和focality,和直接测试的适用性tFUS治疗人类大脑的条件。

参考:于K,牛X, Krook-Magnuson E、b他内在的功能neuron-type选择性经颅聚焦超声波神经调节。Nat Commun。2021;12 (1):2519。doi:10.1038 / s41467 - 021 - 22743 - 7

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