科技日?qǐng)?bào)訊(記者 張夢(mèng)然)美國(guó)研究人員開發(fā)出一種非侵入性技術(shù)，將全息聲學(xué)設(shè)備與基因工程相結(jié)合，能夠精確瞄準(zhǔn)大腦中的目標(biāo)神經(jīng)元，并能在多個(gè)患病腦區(qū)同時(shí)精確調(diào)節(jié)選定的細(xì)胞。這項(xiàng)概念驗(yàn)證研究的結(jié)果發(fā)表在新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

人類大腦疾病(例如帕金森病)涉及大腦多個(gè)區(qū)域的損傷，治療時(shí)需要一種精確靈活的技術(shù)，能同時(shí)瞄準(zhǔn)所有受影響的腦區(qū)。美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)明了艾里束全息超聲遺傳學(xué)(AhSonogenetics)技術(shù)，其能利用非侵入性可穿戴超聲波設(shè)備改變大腦中特定神經(jīng)元基因的表達(dá)。

艾里束全息超聲遺傳學(xué)為研究人員提供了一種大腦精確調(diào)控手段，能夠通過(guò)調(diào)整聲波，以高空間分辨率精準(zhǔn)地激活或抑制大腦內(nèi)部的特定神經(jīng)元。這為研究完整神經(jīng)回路提供了強(qiáng)大工具，并為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病帶來(lái)了希望。

這項(xiàng)技術(shù)具有3個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：比傳統(tǒng)技術(shù)更精確地瞄準(zhǔn)更小的區(qū)域、靈活地引導(dǎo)至目標(biāo)腦區(qū)、同時(shí)瞄準(zhǔn)多個(gè)腦區(qū)。此次，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同應(yīng)用和大腦中的精確位置，對(duì)每個(gè)艾里束超表面進(jìn)行了單獨(dú)設(shè)計(jì)，定制了專門的可穿戴超聲波設(shè)備。

團(tuán)隊(duì)在患有帕金森病的小鼠模型上測(cè)試了該技術(shù)。借助艾里束全息超聲遺傳學(xué)技術(shù)，他們能同時(shí)刺激小鼠的兩個(gè)腦區(qū)，無(wú)需多次植入或干預(yù)。該治療手段顯著減輕了小鼠帕金森病模型中的多種運(yùn)動(dòng)障礙，包括動(dòng)作遲緩、行走障礙及僵直癥狀。

新技術(shù)克服了超聲遺傳學(xué)的限制且制造成本僅約50美元，可根據(jù)不同的大腦尺寸進(jìn)行調(diào)整，從而擴(kuò)大其潛在應(yīng)用范圍。

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