低强度聚焦超声神经调控作用研究进展

李 茜，陈雪莹，王 冬

(重庆医科大学附属第一医院超声科，重庆 400016)

神经调控是采用侵入性或非侵入性技术，以物理性(光、磁、电、声)或化学性手段调节神经元及其所在神经网络活性，最终引起特定神经功能改变的生物医学工程技术，为脑神经科学基础研究和临床治疗中枢神经系统疾病提供了全新且有价值的工具。深部脑刺激(deep brain stimulation, DBS)是目前广泛应用的侵入性神经调控技术，通过立体定向植入电极对脑内特定靶点进行慢性电刺激，是治疗原发性震颤和帕金森病的长期而有效的方法；但DBS需要定期更换电池，且有出血、感染等风险[1]。经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)和经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)利用不同电磁原理将电流传递到特定皮质区域，诱导神经元兴奋[2]，均存在空间分辨率相对较低(厘米量级)和难以刺激大脑皮层下组织等缺点。经颅聚焦超声具有非侵入性、高渗透性、高空间分辨率(约数毫米)等优势，在神经调控领域受到广泛关注。

超声波能以连续波或脉冲波形式进入人体各组织，通过压缩和膨胀媒质传递能量；按照强度可分为高强度超声和低强度超声(low-intensity ultrasound, LIUS)[3]。早期相关研究主要采用高强度超声，高强度聚焦超声可通过热消融和空化效应方式使特定脑区瞬时达到高温(>60℃)，导致组织凝固性坏死、蛋白变性[4]，以永久性损伤方式消除病灶并调节神经网络。低强度超声主要利用机械能，在不引起生物组织温度显著升高的前提下进行治疗[3]，目前低强度聚焦超声(low-intensity focused ultrasound, LIFU)已在促进骨折愈合、软组织再生等方面获得良好效果[5]。本……