周晓青 刘睿旭 谭如欣 王会琴 殷 涛,2# 刘志朋*

1(中国医学科学院 北京协和医学院 生物医学工程研究所，天津 300192)2(中国医学科学院神经科学中心，北京 100730)

引言

神经调控技术使用电、磁、光、声等物理场导入脑神经回路，以激发神经系统的功能活性。神经调控技术的生理基础是大脑的神经可塑性，该技术的两个重要评价指标为调控分辨率与调控深度。目前有创的神经调控技术(主要有深部脑刺激技术[1]及光遗传学技术[2]等)调控分辨率高、刺激深度深，但在科研与临床应用中，需要考虑有创引发的伦理限制与高操作风险。与之相对应的无创神经调控技术，主要包括经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)[3]、经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)[4]及经颅超声刺激(transcranial ultrasound stimulation, TUS)[5]等。在聚焦尺寸和聚焦深度上，tDCS与TMS这两种电磁刺激技术均难以满足对目标脑区精准刺激的要求，兼具高刺激分辨率、可深部刺激的技术是无创神经调控领域的研究热点和难点问题。

基于低强度聚焦超声的TUS作为一种新型的神经调控技术，其有效性也在各类离体及在体实验上得到证明。该技术兼具高刺激分辨率、可深部刺激等优点，属于机械力学刺激。2003年，Norton[6]提出了一种在静磁场中使用超声聚焦束实现经颅精准电刺激的设想。该设想基于法拉第电磁感应，使用聚焦超声束带动组织内部的导电粒子产生同频振动，振动粒子在磁场中受到洛伦兹力，在磁场与声场传播的矢量积方向形成与声场同分布的耦合感应电场。现在，该方法发展为经颅磁声耦合刺激(transcranial magneto-acoustical stimulation，TMAS)，可以获得兼具TUS的高空间分辨率与深部刺激的聚焦电刺激。……