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低强度聚焦超声对神经调控作用研究进展*

2021-03-29罗凯旋冯湘君陈茉弦林爱金易沙沙敖丽娟

中国现代医学杂志 2021年7期

罗凯旋,冯湘君,陈茉弦,林爱金,易沙沙,敖丽娟

(昆明医科大学康复学院,云南 昆明650000)

神经调控技术对科学研究和临床实践都具有重要意义。除常见的电、磁等方法进行调控方法外,低强度聚焦超声(low-intensity focused ultrasound,LIFU)在神经调控领域的独特优势日益凸显。本文就LIFU 对神经调控作用研究进展进行综述。

1 LIFU

超声波是频率高于20 000 Hz 的声波,长期以来被广泛应用于临床影像学检查及物理因子治疗等。1929年HARVEY[1]发现超声可以激活坐骨神经并引发腓肠肌颤动。此后,超声包括神经调控在内的生物作用获得越来越多的关注。聚焦超声(focused ultrasound surgery, FUS)是通过聚焦式换能器使超声以聚焦的方式发挥作用的超声波,FUS 可使作用范围较为集中。2016年美国食品与药品管理局批准FUS 用于原发性震颤的治疗。根据强度大小可将FUS 分为高强度聚焦超声(high-intensity focused ultrasound, HIFU)和LIFU。TYLER 等[2]报道HIFU 热效应明显,易引起细胞的不可逆损伤甚至死亡,主要用于热消融治疗。相较HIFU 而言,LIFU 对神经调控具有较大的优势,LIFU 可兴奋和抑制神经元活动,且其影响是可逆的,有望成为理想的神经调控方法。

2 LIFU调控神经原理

目前科学界关于LIFU 调控神经原理的共识并未达成。在过去近一个世纪的科研探索中,研究表明LIFU对神经调控作用的原理可能包括以下几个方面。

2.1 热作用

LIFU 的本质是超声波,生物作用包括热作用、辐射力、空化效应等。理论上,生物组织因吸收声能致使温度升高,可提高神经元的兴奋性。然而过高的温度会使酶、蛋白质等失去最佳工作温度而降低生物效力,甚至出现变性坏死等不可逆损伤。……

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