新技术能精确灵活调节神经元
发布时间: 2024-06-30 13:49:35
美国研究人员开发出一种非侵入性技术，将全息声学设备与基因工程相结合，能够精确瞄准大脑中的目标神经元，并能在多个患病脑区同时精确调节选定的细胞。这项概念验证研究的结果发表在新一期《美国国家科学院院刊》上。
示意图。
图片来源：MedicalXpress网站
人类大脑疾病（例如帕金森病）涉及大脑多个区域的损伤，治疗时需要一种精确灵活的技术，能同时瞄准所有受影响的脑区。美国圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院团队发明了艾里束全息超声遗传学（AhSonogenetics）技术，其能利用非侵入性可穿戴超声波设备改变大脑中特定神经元基因的表达。
艾里束全息超声遗传学为研究人员提供了一种大脑精确调控手段，能够通过调整声波，以高空间分辨率精准地激活或抑制大脑内部的特定神经元。这为研究完整神经回路提供了强大工具，并为治疗神经系统疾病带来了希望。
这项技术具有3个独特的优势：比传统技术更精确地瞄准更小的区域、灵活地引导至目标脑区、同时瞄准多个脑区。此次，研究团队针对不同应用和大脑中的精确位置，对每个艾里束超表面进行了单独设计，定制了专门的可穿戴超声波设备。
团队在患有帕金森病的小鼠模型上测试了该技术。借助艾里束全息超声遗传学技术，他们能同时刺激小鼠的两个脑区，无需多次植入或干预。该治疗手段显著减轻了小鼠帕金森病模型中的多种运动障碍，包括动作迟缓、行走障碍及僵直症状。
新技术克服了超声遗传学的限制且制造成本仅约50美元，可根据不同的大脑尺寸进行调整，从而扩大其潜在应用范围。
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