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突破性进展:新型超声系统实现人类深部脑回路的精准神经调控

2026-04-11 23:05 泉水 Nature Communications 阅读 0
核心摘要: 研究人员开发出一种新型经颅聚焦超声(tFUS)系统,能够以毫米级精度精准调控人类深部脑回路。该研究通过结合高分辨率MRI导航与实时声学监测,成功在不损伤周围组织的前提下,对特定脑区进行神经调节。这一技术突破为帕金森病、抑郁症及其他神经精神疾病的非侵入性治疗提供了全新的临床范式,展示了超声神经调控在精准医学领域的巨大潜力和应用前景。

神经科学领域长期以来面临一个核心挑战:如何在不进行开颅手术的情况下,对深埋于大脑内部的特定神经环路进行精准调控。近日,发表在《Nature Communications》上的一项研究展示了一种创新的经颅聚焦超声(transcranial Focused Ultrasound, tFUS)系统,该技术实现了对人类深部脑回路的高精度、非侵入性神经调节。

传统的神经调控手段,如深部脑刺激(DBS),虽然疗效显著,但需要植入电极,具有侵入性和感染风险。而该研究团队开发的新型超声系统,通过高分辨率磁共振成像(MRI)导航,能够精确锁定深部脑结构。研究人员利用超声波的机械效应,在特定频率和强度下,通过颅骨将能量聚焦于目标脑区,从而改变神经元的兴奋性。

实验数据表明,该系统具备极高的空间分辨率,能够将超声波束限制在毫米级范围内,从而最大限度地减少对邻近健康脑组织的干扰。研究团队通过实时声学监测技术,有效补偿了颅骨对声波的折射和吸收,确保了能量传递的准确性。在针对特定深部脑回路的测试中,该系统成功诱导了可测量的神经电生理变化,且未观察到明显的副作用。

这一研究的重大意义在于其临床转化潜力。通过非侵入性方式精准干预深部脑回路,该技术有望为帕金森病、特发性震颤、难治性抑郁症及强迫症等疾病提供一种全新的治疗方案。与传统的药物治疗相比,这种物理干预手段具有更高的特异性和可控性。未来,随着该技术的进一步优化,其在脑机接口及神经功能重塑领域的应用也将更加广阔。


Journal Reference: Ultrasound system for precise neuromodulation of human deep brain circuits, Nature Communications.

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