前沿速递丨低强度聚焦超声最新研究进展

近期,来自弗吉尼亚理工大学的卓越研究团队,由 Wynn Legon 与 Andrew Strohman 领衔,于国际顶尖学术期刊Nature Reviews Methods Primers发表了极具影响力的研究论文 ——Low-intensity focused ultrasound for human neuromodulation 。该文章针对低强度聚焦超声(LIFU)应用于人类神经调节方面展开了全面且深入的综述。


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技术核心机制与神经调控效能


低强度聚焦超声(LIFU)作为前沿的非侵入性神经调控技术,具备毫米级精准聚焦能力,焦距可灵活调节,借此能够精准靶向人类大脑深层神经电路。研究揭示,LIFU 主要依靠非热、机械力相关机制,实现对神经元活动的可逆性改变,这一特性为诸多神经精神疾病的治疗带来曙光。LIFU 的神经调控效果深受声压、强度、频率等关键参数左右,精准调适这些参数,是达成精准神经调控的核心要点。


临床应用现状与待解难题


临床实践中,LIFU 已崭露头角,在耐药性疼痛及运动障碍治疗方面初显成效。不过,其治疗效果的持久度、参数最佳化设定以及个体差异引发的不同反应,仍是亟待攻克的难题。颅骨特殊的声学特性极大地干扰 LIFU 传播,因此,临床应用 LIFU 时,充分考量个体解剖学差异必不可少。此外,如何将线上协议转化为适配临床的离线协议,以及借助声学建模提升靶向精准度与治疗效果,亦是当下研究的关键攻关方向。


研究前行路径与发展愿景


 总体而言,LIFU 在神经科学研究与临床治疗领域潜力巨大,但也面临诸多挑战与未知。后续研究需深度挖掘 LIFU 作用机制,精细优化参数设置,并在更广泛人群中验证其安全性与有效性。同时,研发新型技术以提升 LIFU 靶向精度、降低颅骨干扰,将有力推动 LIFU 迈向临床广泛应用。一旦成功攻克这些难题,LIFU 有望成为主流的非侵入性神经调控手段,为患者开辟更多治疗新路径。


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LIFU作为一种新兴的神经调控工具,为理解和治疗脑部疾病提供了新的可能性。未来,LIFU有望成为一种重要的非侵入性神经调控手段,为患者提供更多的治疗选择。展望未来,LIFU极有可能发展成为关键的非侵入性神经调控手段,凭借其独特优势,为广大患者带来更为多元、有效的治疗选择,助力脑部疾病治疗领域实现重大突破。



       References:

      【1】Strohman, A., Payne, B., In, A., Stebbins, K. & Legon, W. Low-intensity focused ultrasound to the human dorsal anterior cingulate attenuates acute pain perception and autonomic responses. J. Neurosci. 44, e1011232023 (2024).

        【2】https://doi.org/10.1038/s43586-024-00368-6

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