"怀长期主义,聊医工科技"
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今天的文章中,超哥为大家介绍超声在大脑中的应用,通过聚焦超声,科学家能够非侵入性地调节大脑活动,治疗如本态性震颤等运动障碍。该技术利用磁共振成像(MRI)引导,将超声精确聚焦到大脑特定区域,能够通过加热或破坏神经元缓解震颤症状。近年来,研究者还提出了更为温和的聚焦超声神经调节方法,低强度的超声能够调节神经元的活动,而不破坏细胞,为治疗抑郁症、焦虑症等神经精神疾病提供了新的希望。与传统的电磁刺激技术相比,超声具有更高的精度和穿透力,能够作用于大脑深层区域,且无创性使其在临床应用中具有较大优势。此外,超声还可以与纳米药物传递技术结合,精确释放药物到大脑特定区域,为靶向治疗神经疾病提供了新的途径。尽管技术尚在研究阶段,超声在神经医学中的潜力巨大,未来有望成为治疗多种脑部疾病的重要手段。 |
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超声打开大脑“开关”!低强度+长时间的LIFU超声调控参数组合精准控制大脑活动
超声在大脑中的应用:新兴技术与未来发展
超声治疗技术在医学领域的应用逐步扩展,尤其是在神经科学领域,超声的非侵入性特点和高精度逐渐显现出巨大的潜力。从治疗运动障碍(如本态性震颤)到神经精神疾病的治疗,超声对大脑活动的影响正在成为一种颠覆性的治疗方式。这一领域的最新进展不仅表明超声能够通过精准控制大脑特定区域的活动,甚至可能帮助我们更好地理解大脑的复杂机制和神经回路。
超声治疗震颤:从实验到临床
一种新兴的超声治疗技术已经成功应用于治疗本态性震颤,一种影响全球数百万人的运动障碍。通过使用磁共振成像(MRI)指导的高强度聚焦超声,科学家们能够精准地将超声能量聚焦到大脑的丘脑区域,导致特定神经元的死亡,从而缓解震颤症状。这项技术不仅在临床上得到了应用,还获得了美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。
超声治疗震颤的基本原理在于:通过超声产生的热量将丘脑的神经元“烧毁”,从而停止其引起的震颤。患者在接受这种治疗后,能够在短时间内看到震颤症状明显改善,甚至可以在数十年后恢复正常的书写能力和日常活动。
聚焦超声神经调控:下一步的技术突破
然而,科学家们的探索并不止于此。另一项名为聚焦超声神经调控(Focused Ultrasound Neuromodulation, FUN)的技术,正在成为研究的热点。这项技术利用较低强度的超声能量,作用于大脑特定区域,调节神经元的活动,而非像治疗震颤那样直接杀死神经细胞。通过这种方式,超声不仅可以调节大脑深层的神经活动,还能在不破坏脑组织的前提下,提升或抑制特定神经区域的活动,从而为治疗运动障碍、抑郁症、焦虑症等神经精神疾病提供了新的可能。
超声在神经调控中的优势
与传统的电磁刺激技术相比,超声在精度和穿透力方面具有独特的优势。传统的经颅磁刺激(TMS)和经颅直流电刺激(tDCS)虽然也能实现神经调节,但它们的作用范围和深度有限。尤其是电磁信号主要影响大脑表面附近的神经元,难以有效作用于大脑深层。而超声能量则可以精准地作用于深层脑结构,甚至是在不破坏脑组织的情况下,调节大脑活动。
此外,超声的精准聚焦能力使其成为一种理想的神经调节工具,能够为研究者提供更高的操作精度,尤其是在研究深层大脑区域时,其他方法无法实现的目标可以通过超声技术轻松完成。
超声神经调控的临床前研究
在临床前研究方面,超声神经调节技术已经取得了一些重要进展。研究人员使用超声刺激小鼠和猴子的神经元,证明了超声能够在不破坏神经细胞的前提下,激活或抑制大脑特定区域的活动。此外,超声还被用于研究神经回路,帮助科学家更好地理解大脑不同区域之间的相互作用。
例如,斯坦福大学的研究人员使用超声刺激老鼠的大脑,并通过纳米粒子精准地控制药物的释放,实现了对大脑活动的干预。这项技术不仅为大脑疾病的治疗提供了新的思路,还为未来的临床应用铺平了道路。
超声药物传递:大脑治疗的另一种新方式
除了直接的神经调节,超声在药物传递方面也展现了巨大的潜力。通过将药物装载在纳米粒子中,超声能够在特定的脑区精确释放药物。研究人员已经证明,超声能够有效地将药物传递到大脑深层区域,并通过超声的能量触发药物的释放。这种方式不仅可以减少药物的副作用,还能够实现对特定大脑区域的靶向治疗,为治疗如癫痫、抑郁症等疾病提供了新的解决方案。
未来展望:挑战与机遇
聚焦超声神经调节技术和超声药物传递技术已经取得了一些初步的成果,但仍面临许多挑战。首先,超声在大脑中的具体作用机制仍不完全明了,科学家们正在努力揭示超声如何精确地影响神经元的活动。其次,尽管超声设备在技术上已经取得了突破,但其高昂的成本仍然是普及应用的一大障碍。
然而,随着研究的不断深入和技术的不断进步,超声在神经医学中的应用前景无疑是广阔的。从精确调节大脑活动到靶向药物传递,超声技术可能会彻底改变神经疾病的治疗方式,尤其是在那些目前治疗手段有限的疾病领域。
参考文献
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我是超哥,超声行业17年老伙计,做过研发,搞过生产,趟过市场,开过(在开)公司;越野跑爱好者;工作狂;沟通粗暴直接;严苛完美主义者;起伏皆为过往;信奉长期主义和第一性原则;欢迎来聊来组局...
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