2024 年聚焦超声前沿进展综述：从神经调节到疾病治疗的多维度突破
2024 年聚焦超声领域在《Nature》及其子刊上成果丰硕，展现出从基础研究到临床应用探索的全面推进。聚焦超声凭借其可精确聚焦能量的特性，在神经调节、疾病治疗以及生物医学工程创新等方面取得了显著进展，为相关领域带来了全新的技术手段和治疗策略。
神经调节领域的深入探索
低强度聚焦超声的神经调节机制研究：2024 年 12 月 19 日发表于《Nature Reviews Methods Primers》的低强度聚焦超声用于人类神经调节的研究综述，全面梳理了该技术在神经调节方面的应用与机制。低强度聚焦超声能够穿透颅骨，无创地作用于颅内神经组织，通过调节神经元的兴奋性、神经递质释放等方式，影响神经活动。例如，在帕金森病、癫痫等神经系统疾病的治疗研究中，低强度聚焦超声为潜在的非侵入性治疗方案提供了理论基础。
超声神经刺激的多样化应用与技术创新
视觉与运动功能恢复：南加州大学在 2024 年 5 月 27 日于《Nature Communications》发表的超声神经刺激在高质量视力恢复中的应用研究，利用无创超声视网膜假体刺激实现视力恢复，为视网膜疾病患者带来了新的希望。香港理工大学同年 3 月 13 日发表的低强度超声驱动生物源性纳米气体囊泡靶向刺激小鼠不同脑区研究，实现了对小鼠运动行为的精准调控，有助于深入理解运动神经调控机制，为运动功能障碍疾病的治疗提供新思路。
脑机接口性能提升：卡内基梅隆大学于 2024 年 6 月 11 日在《Nature Communications》发表的经颅聚焦超声刺激改善脑机接口性能研究，通过超声刺激增强大脑与外部设备的信号交互，提高脑机接口的准确性和稳定性，有望推动脑机接口技术在医疗康复、智能家居控制等领域的更广泛应用。
深部脑刺激技术革新：麻省理工学院 2024 年 6 月 4 日在《Nature Communications》发表的用于深部脑刺激的植入式压电超声刺激器研究，以及四川大学 5 月 13 日发表的用于深部脑刺激的无铅双频超声植入体研究，分别从材料和设备设计角度，改进深部脑刺激技术。植入式超声刺激器能够更精准地作用于深部脑区，且无铅双频超声植入体提高了刺激的安全性和有效性，为治疗难治性神经精神疾病提供了更优选择。
闭环经颅超声神经刺激：成均馆大学和韩国科学技术研究院于 2024 年 9 月 11 日在《Nature Electronics》发表的用于闭环经颅超声神经刺激的柔性皮质粘附传感器研究，实现了对超声神经刺激的实时反馈调节。通过柔性传感器实时监测大脑神经活动，根据反馈信号调整超声刺激参数，提高神经调节的精准性和安全性。
疾病治疗与组织修复的新策略
癌症免疫治疗新途径：加州大学圣地亚哥分校在 2024 年 12 月 1 日于《Nature Communications》发表的基于聚焦超声 (FUS) 控制的基因编辑工具箱用于癌症免疫治疗研究，利用聚焦超声的精准能量聚焦特性，实现对肿瘤组织的基因编辑，激活机体免疫反应，为癌症免疫治疗开辟了新的技术路径，有望提高癌症治疗效果，减少传统治疗的副作用。
微电极植入相关组织反应调节：匹兹堡大学于 2024 年 6 月 29 日在《Nature Communications》发表的低强度脉冲超声刺激调节微电极植入后的小胶质细胞活化研究，表明低强度脉冲超声能够调节微电极植入后引起的小胶质细胞活化，减少炎症反应，提高微电极在体内的稳定性和功能性，有助于神经接口技术的长期应用和神经疾病的治疗监测。
胶质母细胞瘤的治疗突破：索邦大学在 2024 年 2 月 23 日于《Nature Communications》发表的聚焦超声治疗复发性胶质母细胞瘤研究，为这种恶性脑部肿瘤的治疗带来新希望。聚焦超声能够精准破坏肿瘤组织，同时减少对周围正常脑组织的损伤，为复发性胶质母细胞瘤患者提供了一种新的治疗选择，改善患者的生存质量和预后。
生物医学工程与医疗器械创新
基于超声的新型刺激技术：马克斯・普朗克智能系统研究所于 2024 年 3 月 5 日在《Nature Communications》发表的基于 Janus 微颗粒的低强度聚焦超声神经刺激技术研究，利用 Janus 微颗粒独特的物理化学性质，增强低强度聚焦超声的神经刺激效果，为神经调节技术的发展提供了新的材料和方法。
聚焦超声触发的智能装置：浙江大学和匹兹堡大学于 2024 年 2 月 26 日在《Nature Communications》发表的聚焦超声触发植入装置恢复形状记忆研究，展示了聚焦超声在智能医疗器械领域的创新应用。通过聚焦超声触发植入装置的形状记忆恢复，实现对体内组织的精准干预，如在组织修复、器官功能调节等方面具有潜在应用价值。
眼部疾病治疗器械创新：电子科技大学 2024 年 2 月 26 日在《Nature Communications》发表的用于高度近视治疗的无线无电池眼部调节贴片研究，利用超声技术实现对眼部组织的调节，为高度近视的治疗提供了一种无创、便捷的新方法。该贴片无需外部电源，可长期佩戴，有望改善高度近视患者的视力状况。
结论与展望
2024 年聚焦超声领域在神经调节、疾病治疗和生物医学工程创新等多方面取得了突破性进展。这些研究成果不仅加深了我们对聚焦超声生物效应和作用机制的理解，更为未来临床治疗和医疗器械研发提供了坚实的理论基础和技术支撑。展望未来，随着技术的不断成熟和完善，聚焦超声有望在更多疾病治疗领域发挥重要作用，成为推动现代医学发展的关键力量 。
