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帕金森病是一种进行性神经退行性疾病，其特征是黑质致密部多巴胺能神经元逐渐丧失，导致纹状体多巴胺水平下降，进而引起基底节运动回路功能紊乱，表现为震颤、僵直和运动迟缓。对于部分药物反应不佳的患者，脑深部电刺激（DBS）——俗称脑起搏器——通过向丘脑底核（STN）等靶点植入电极并持续发放电脉冲，已成为改善运动症状的重要治疗手段。然而，传统DBS需要开颅手术和永久性植入硬件，不仅操作复杂、费用高昂，而且并非所有患者都适用，术后还可能出现感染、电极移位等并发症。针对这一临床痛点，德国埃尔朗根-纽伦堡大学、亚琛工业大学、荷兰马斯特里赫特大学和比利时鲁汶大学的研究团队开发了一种全新的磁机械神经调控策略，利用磁性纳米粒子在体外磁场作用下产生的微弱机械力，远程激活深部脑区，成功缓解了帕金森病模型小鼠的运动障碍。相关论文于2026年4月3日在《Advanced Science》上发表。

从电刺激到机械力：全新的神经调控原理

传统的脑深部电刺激直接以电场驱动动作电位，而新方法则另辟蹊径，利用了神经元自身具备的机械敏感性。研究负责人之一、FAU化学与药学系Danijela Gregurec教授解释道：“我们植入脑内的磁性纳米粒子具有特殊形状和磁结构，专门设计用于将磁场转化为微小的机械力。”与电刺激不同，该技术不需建立电路连接，而是依靠细胞膜上的机械敏感离子通道。当外部施加特定磁场时，纳米粒子在脑组织内产生纳米尺度的形变与振动，对邻近神经元的细胞膜施加轻微压力，就像用手指按压充气球囊使其表面凹陷一样。这种力学刺激导致机械敏感通道开放，允许钙、钠等阳离子内流，从而改变神经元的兴奋性，实现对异常神经回路的调控。Gregurec教授强调：“我们利用神经元天然的机械传感器来影响大脑深部区域，而不是直接引入电流。”

精确靶向与显著疗效：小鼠实验重现脑起搏器效果

研究团队在经6-羟基多巴胺损伤黑质-纹状体通路的帕金森病小鼠模型中测试了该技术。这些小鼠表现出典型的运动功能缺陷，例如在转棒实验和旷场测试中活动能力显著降低。研究人员通过高精度立体定向注射，将FAU研制的磁性纳米血小板直接递送至STN——这正是DBS治疗帕金森病的核心靶区。Gregurec教授指出：“与马斯特里赫特的合作伙伴一起，我们将磁性纳米颗粒注入动物的丘脑底核，正是这个区域。”注射后，小鼠暴露于外加磁场中，其运动功能得到快速且明显的改善。疗效评估显示，运动缺陷的恢复程度与植入传统脑起搏器后预期达到的效果大致相当。

安全性验证与未来转化前景

纳米材料在脑内的长期安全性是临床转化的前提。该研究进行了长达数月的观察，未发现纳米粒子引起局部炎症、星形胶质细胞增生或神经元毒性的证据，表明该方案在实验周期内具有良好的生物相容性。研究团队正着手解决侵入性给药的问题，Gregurec教授透露，他们正在探索通过静脉注射使纳米粒子穿过血脑屏障的可能性，以避免脑组织直接穿刺。此外，开发便携式可穿戴磁场发生器也是下一步重点，例如头戴式装置，使患者能够自行调控治疗。Gregurec教授展望道：“我们确信这种新方法具有巨大潜力。它不仅比传统脑起搏器更简单、更廉价，可能也更灵活——调节磁场参数就可以更精确地控制纳米颗粒的力学响应。”除了治疗帕金森病，该技术还可作为研究工具，用于探索微小机械力如何精细调节大脑活动。