低频超声波在小鼠中引起广泛的皮质反应,而这种反应被胺抑制
Linli Shi1, Christina Mastracchio1, Ilyas Saytashev1
1Division of Biomedical Physics, Office of Science and Engineering Laboratories, Center for Devices and Radiological Health, Food and Drug Administration, Silver Spring, MD, USA.
Communications engineering
|August 27, 2024
概括
低频超声波 (40 kHz) 可以激活大脑区域,如小鼠的体感和听觉皮层,类似于可听的音调. 这些效应取决于NMDA受体,并表明新的神经调节通路.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物物理学的生物物理.
- 超声波技术 超声波技术 超声波技术
背景情况:
- 使用超声波的神经调节已被确立为频率>250 kHz.
- 低频超声波 (<250 kHz) 通过空气和头骨提供更好的传输,但其对大脑的影响尚不清楚.
- 研究40kHz脉冲超声波的效果对于了解其在大脑刺激方面的潜力至关重要.
研究的目的:
- 为了研究40kHz脉冲超声波对大脑的生物学影响.
- 探索底层神经对低频超声波反应的机制.
- 为了比较超声波诱导的神经活动与响应可听的音调.
主要方法:
- 在小鼠体内成像和电生理学.
- 在体外大脑切片实验中.
- 使用胺来探测受体参与的药理学操纵.
主要成果:
- 40kHz超声波在体感和听觉皮层中引起了依赖爆发时间的神经反应,模仿了12kHz可听音响应.
- 实验室研究表明,对40kHz超声波没有直接的神经反应,这表明间接网络效应.
- 氨酸阻断了超声波诱导的神经反应,但仅部分影响了可听音响应,这表明NMDA受体在超声波的影响中起着重要作用.
结论:
- 低频超声波可以通过可能涉及NMDA受体的机制诱导大脑中的神经活动.
- 观察到的效应表明间接网络激活,而不是直接的神经元刺激.
- 这项研究提供了对低频超声神经调节的基础见解,为未来的研究和应用开辟了道路.
