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前沿速遞丨低強(qiáng)度聚焦超聲最新研究進(jìn)展

近期,來自弗吉尼亞理工大學(xué)的卓越研究團(tuán)隊(duì),由 Wynn Legon 與 Andrew Strohman 領(lǐng)銜,于國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature Reviews Methods Primers發(fā)表了極具影響力的研究論文 ——Low-intensity focused ultrasound for human neuromodulation 。該文章針對低強(qiáng)度聚焦超聲(LIFU)應(yīng)用于人類神經(jīng)調(diào)節(jié)方面展開了全面且深入的綜述。


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技術(shù)核心機(jī)制與神經(jīng)調(diào)控效能


低強(qiáng)度聚焦超聲(LIFU)作為前沿的非侵入性神經(jīng)調(diào)控技術(shù),具備毫米級精準(zhǔn)聚焦能力,焦距可靈活調(diào)節(jié),借此能夠精準(zhǔn)靶向人類大腦深層神經(jīng)電路。研究揭示,LIFU 主要依靠非熱、機(jī)械力相關(guān)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)元活動(dòng)的可逆性改變,這一特性為諸多神經(jīng)精神疾病的治療帶來曙光。LIFU 的神經(jīng)調(diào)控效果深受聲壓、強(qiáng)度、頻率等關(guān)鍵參數(shù)左右,精準(zhǔn)調(diào)適這些參數(shù),是達(dá)成精準(zhǔn)神經(jīng)調(diào)控的核心要點(diǎn)。


臨床應(yīng)用現(xiàn)狀與待解難題


臨床實(shí)踐中,LIFU 已嶄露頭角,在耐藥性疼痛及運(yùn)動(dòng)障礙治療方面初顯成效。不過,其治療效果的持久度、參數(shù)最佳化設(shè)定以及個(gè)體差異引發(fā)的不同反應(yīng),仍是亟待攻克的難題。顱骨特殊的聲學(xué)特性極大地干擾 LIFU 傳播,因此,臨床應(yīng)用 LIFU 時(shí),充分考量個(gè)體解剖學(xué)差異必不可少。此外,如何將線上協(xié)議轉(zhuǎn)化為適配臨床的離線協(xié)議,以及借助聲學(xué)建模提升靶向精準(zhǔn)度與治療效果,亦是當(dāng)下研究的關(guān)鍵攻關(guān)方向。


研究前行路徑與發(fā)展愿景


 總體而言,LIFU 在神經(jīng)科學(xué)研究與臨床治療領(lǐng)域潛力巨大,但也面臨諸多挑戰(zhàn)與未知。后續(xù)研究需深度挖掘 LIFU 作用機(jī)制,精細(xì)優(yōu)化參數(shù)設(shè)置,并在更廣泛人群中驗(yàn)證其安全性與有效性。同時(shí),研發(fā)新型技術(shù)以提升 LIFU 靶向精度、降低顱骨干擾,將有力推動(dòng) LIFU 邁向臨床廣泛應(yīng)用。一旦成功攻克這些難題,LIFU 有望成為主流的非侵入性神經(jīng)調(diào)控手段,為患者開辟更多治療新路徑。


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LIFU作為一種新興的神經(jīng)調(diào)控工具,為理解和治療腦部疾病提供了新的可能性。未來,LIFU有望成為一種重要的非侵入性神經(jīng)調(diào)控手段,為患者提供更多的治療選擇。展望未來,LIFU極有可能發(fā)展成為關(guān)鍵的非侵入性神經(jīng)調(diào)控手段,憑借其獨(dú)特優(yōu)勢,為廣大患者帶來更為多元、有效的治療選擇,助力腦部疾病治療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。



       References:

      【1】Strohman, A., Payne, B., In, A., Stebbins, K. & Legon, W. Low-intensity focused ultrasound to the human dorsal anterior cingulate attenuates acute pain perception and autonomic responses. J. Neurosci. 44, e1011232023 (2024).

        【2】https://doi.org/10.1038/s43586-024-00368-6

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