超声波系统用于人类深层脑电路的精确神经调节

科学领域:

• 神经科学
• 生物医学工程
• 医学成像

背景情况:

• 超超声刺激 (TUS) 是一种新兴的非侵入性神经调节技术.
• 精确准深层大脑结构仍然是当前神经调节方法的挑战.
• 实时监测对于验证神经调节的有效性和特异性至关重要.

研究的目的:

• 引入和验证一个先进的TUS系统,用于精确的深层脑神经调节.
• 研究该系统选择性调节特定大脑区域的能力,例如横向生殖核 (LGN).
• 评估神经调节对视觉皮层活动及其可重现性.

主要方法:

• 为TUS开发一个256元,555kHz的头盔形变频器阵列.
• 整合立体定位,个性化治疗计划和实时功能磁共振成像 (fMRI) 监测.
• 应用一个针对LGN和并发视觉刺激的TUS协议.

主要成果:

• 已经证明了LGN和相关视觉皮层区域的选择性调节.
• 在同时进行TUS和视觉刺激时观察到视觉皮层活动的显著增加,具有很高的跨个体可重现性.
• 证实了针对LGN的theta爆发TUS后强烈的,特定的和持续的神经调节作用 (视觉皮层活动减少超过40分钟).

结论:

• 先进的TUS系统能够高精度和特异性地进行深层脑电路的非侵入性调节.
• 这种技术为研究大脑功能和开发针对神经和精神疾病的向治疗提供了新的机会.
• 这些发现突显了该系统在神经调节方面的研究和临床应用的变革潜力.