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低强度经颅超声刺激调控大脑神经研究进展

2021-03-28李泽钧黎峰铭陈镜宇

中国医学影像技术 2021年12期
关键词:小鼠研究

李泽钧,黎峰铭,陈镜宇

(重庆医科大学附属儿童医院超声科 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心儿童发育疾病研究教育部重点实验室 儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地 儿科学重庆市重点实验室,重庆 400014)

利用神经调控技术(neural control technology, NCT)可获得大脑神经回路信息[1]。NCT分为非侵入性和侵入性。侵入性NCT需将电极植入生物体内,如深部脑刺激,操作风险较高;而非侵入性NCT如经颅直流电刺激及经颅磁刺激存在空间分辨率较差、聚焦效果欠佳及穿透深度受限等局限性[2]。低强度超声指频率>20 000 Hz、强度<100 W/cm2的声波,可兴奋或抑制神经元活动,且几乎不引起热效应及组织损伤。根据超声波频率,低强度超声可分为聚焦超声和非聚焦超声;前者能量畸变较小,有望用于经颅神经调节。

低强度经颅超声刺激(low intensity transcranial ultrasound stimulation, LITUS)为利用低强度聚焦超声(low intensity focused ultrasound, LIFU)穿透颅骨调节神经组织的技术,具有成本低、无创、时间和空间分辨率高、穿透性强及易于适应闭环疗法等优点,优于其他脑部刺激方法,已获得广泛关注[2]。研究[3-4]证实,LIFU不仅能调控大脑皮层脑区,还可非侵入性刺激深部脑区。本文对近年LITUS调控大脑神经的研究进展进行综述。

1 动物实验

1.1 正常模型 LITUS可引发神经活动、运动反应及皮质血流动力学反应[5-6];不同参数LITUS作用于大脑不同部位可产生不同调控作用。XIE等[7]采用空间峰值脉冲平均声强(intensity spatial peak pulse average, ISPPA)为1.10 W/cm2的LIFU照射正常小鼠初级运动皮层,发现其运动皮层与肌肉之间的耦合强度增强,并与声脉冲群重复数(number of tone bursts, NTB)呈显著正相关。既往研究[8]表明,以空间峰值时间平均声强(intensity spatial peak time average, ISPTA)为20.00 W/cm2的LIFU刺激大鼠丘脑腹外侧核能可逆性抑制体感诱发电位;以ISPPA为2.30、4.60 W/cm2的LIFU刺激大鼠下丘脑可抑制听觉诱发电位,且强度越大,抑制作用越明显[9]。L……

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