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科技前沿：用超聲波控製大腦
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科技前沿：用超聲波控製大腦
神經科學家用於理解人類大腦和治療腦部疾病的工具十分有限。在大多數情況下，手術或植入電極的侵入性太強。而非侵入性技術，例如磁刺激，又不夠精確。現在，斯坦福大學的神經放射學家拉格 · 艾蘭（Raag Airan）和同事展示了一種新方法，可以讓研究者們在無侵入的情況下，對小範圍的大腦區域進行操作。
相關研究發表在《神經元》（Neuron）上，研究展現了艾蘭研發多年的技術，隻是這是第一次讓這種技術展現出了必要的精度。這項技術會將填充了藥物分子的納米顆粒“籠”注射到血液中。研究人員可以等“籠子”抵達指定位置後，利用聚焦超聲波束把藥物從“籠子”中晃出來。在那裏，藥物分子會穿過血腦屏障，直接影響對應部位的大腦功能。
圖片來源：pixabay
大鼠試驗結果表明，“籠子”中的藥物（一種麻醉劑）發揮作用的區域限於一個超聲波束聚焦區，相當於邊長3毫米的一個立方體。科學家將超聲波對準大鼠的視覺皮層，同時對著它們的眼睛閃光。當超聲波束打開時，目標區域的腦活動就會減弱，當關閉超聲波束10秒後，腦活動又恢複了，因為此時麻醉劑已經失效了。多倫多桑尼布魯克研究中心（Sunnybrook Research Institute）的神經外科醫生尼爾 · 利普思曼（Nir Lipsman，並未參與這項研究）表示，“這項技術在對腦部進行定點操作時，表現出了在時間和空間上都非常精確的特性，可以說實現了一個巨大的目標。”此外，研究團隊還發現，與目標區域相連的大腦遠端也出現了代謝活動減弱的現象，這意味著相關技術還可以用於繪製大腦神經回路圖譜。
圖片來源：pixabay
撰文：西蒙·梅金（Simon Makin）
翻譯：魯智元
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相關研究發表在《神經元》（Neuron）上，研究展現了艾蘭研發多年的技術，隻是這是第一次讓這種技術展現出了必要的精度。這項技術會將填充了藥物分子的納米顆粒“籠”注射到血液中。研究人員可以等“籠子”抵達指定位置後，利用聚焦超聲波束把藥物從“籠子”中晃出來。在那裏，藥物分子會穿過血腦屏障，直接影響對應部位的大腦功能。
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大鼠試驗結果表明，“籠子”中的藥物（一種麻醉劑）發揮作用的區域限於一個超聲波束聚焦區，相當於邊長3毫米的一個立方體。科學家將超聲波對準大鼠的視覺皮層，同時對著它們的眼睛閃光。當超聲波束打開時，目標區域的腦活動就會減弱，當關閉超聲波束10秒後，腦活動又恢複了，因為此時麻醉劑已經失效了。多倫多桑尼布魯克研究中心（Sunnybrook Research Institute）的神經外科醫生尼爾 · 利普思曼（Nir Lipsman，並未參與這項研究）表示，“這項技術在對腦部進行定點操作時，表現出了在時間和空間上都非常精確的特性，可以說實現了一個巨大的目標。”此外，研究團隊還發現，與目標區域相連的大腦遠端也出現了代謝活動減弱的現象，這意味著相關技術還可以用於繪製大腦神經回路圖譜。
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