[1]神經調控技術簡述
張迪，於猛，劉霞，山東大學學報（醫學版）2023年8月，vol.58, no.8
神經調控是通過侵入性或非侵入性技術，利用光、磁、電、超聲等物理性或化 學性手段改變神經系統訊號傳遞，調節神經元及其所在神經網路活動性， 最終引起特定腦功能改變的生物醫學工程技術。根據不同的刺激手段，神經調控不但可以引起快速的、區域性的功能改變，也可以引發持續的神經元功能和神經環路連線改變，如神經元可塑性變化以及神經環路重塑。因此，神經調控技術既是研究神經環路、解析腦功能的重要工具，又是**神經系統疾病的有效手段。
目前，神經調控技術的應用領域主要有以下3個方面: 1）假體。2）**。神經調控在臨床**中的應用主要是腦功能刺激，包括侵入性刺激和非侵入性刺激。侵入性刺激例如深部腦刺激(deep brain stimulation，dbs) **帕金森，迷走神經刺激( vagus nerve stimulation，vns) **難治性癲癇; 非侵入性刺激例如經顱磁刺激( transcranial magnetic stimulation，tms) 和經顱直流電刺激 ( transcranial direct current stimulation，tdcs) **難治性抑鬱及其他精神疾病。3）神經科學基礎研究。
應用1:光調控。光遺傳學目前主要用於解析神經元群或者神經環路對行為學調控的因果關係。借助 cre-loxp 基因重組技術，研究者可以將光敏蛋白表達於特定神經元群，對神經元胞體及其投射末端進行光刺激，研究啟用或抑制特定神經元群或者其特定投射對行為的調控作用。
應用2:化學調控。化學遺傳學因其無侵入性，一直吸引著研究者針對其臨床轉化進行技術改進，然而與光遺傳學類似，化學遺傳學也依賴病毒為載體，在神經元表達。
應用3:電磁調控。tms，dbs，vns，tes等技術。
應用4:超聲調控。超聲作為一種基於聲波(超聲) 的醫學影像學診斷技術，已經廣泛應用於臨床。超聲可以穿透顱骨並且可以幾乎無損地到達一定深度。根據刺激頻率、強度以及持續時間等刺激正規化的不同，聚焦超聲( focused ultrasound，fus) 可以通過熱依賴或者非熱依賴機制對腦功能進行調控。高強度聚焦超聲 ( high intensity focused ultrasound，hifu) 可以在區域性組織產生高熱並損毀組織。低強度聚焦超聲( low intensity focused ultrasound，lifu) 可以在對神經元無損毀基礎上，通過對神經元雙層磷脂膜層的機械作用力改變膜電位，從而對神經元功能以及神經環路活性進行調控。
[2]聚焦超聲在神經系統調控中的應用研究進展
馮湘君，羅凱旋，高一平，敖麗娟，山東醫藥2023年第60卷第9期
聚焦超聲( fus) 具有良好的組織穿透性和定位性，能透過表層組織聚焦於特定深度的靶點而產生生物學效應，達到**疾病的目的。fus**抑鬱症、神經性疼痛、強迫症等疾病已進入臨床應用階段，並在世界各地廣泛開展。目前，fus在神經系統調控中的應用正受到越來越多的關注，尤其是低強度聚焦超聲( lifus) 作為一種調節大腦活動的非手術方法正在獲得廣泛的應用。
fus 發揮的生物學效應主要涉及熱消融、藥物靶向輸送、免疫反應等。fus 能加熱組織使蛋白質變性並導致區域性細胞死亡(包括腫瘤細胞)。可使被作用的區域性血管舒張，這有利於藥物更好地進入組織。另外，利用微泡或脂質體等載體對藥物進行包裝，並用合適引數的fus 輻照大腦，可開啟被作用區域的血腦屏障，而使藥物於大腦區域性釋放。
近年來，fus 在神經系統調控中的應用越來越廣泛，fus可影響神經元的興奮性，具有精確性高，安全性好等特點。這種調控方法，即使在大腦深處也能有較高的準確度。由於顱骨骨質的不均一性，超聲穿過顱骨時會產生明顯的衰減和偏移，超聲穿過顱骨後難以聚焦並產生有效的生物學效應。近年來，相控陣系統的出現使fus神經調控技術得以改進，有效降低了顱骨骨質不均一帶來的影響，並可結合mri對焦點進行校正。chauvet等對屍體標本進行了研究，在mri的幫助下將經顱超聲的焦點精確到公釐水平。
[3]noninvasive sub-organ ultrasound stimulation for targeted neuromodulation
victoria cotero et al. nature communications
volume 10, article number: 952 (2019)
非侵入性調節周圍器官神經訊號的工具將促進神經及其對穩態和疾病影響的研究。本文展示了一種使用超聲（u / s）調節器官內特定訊號通路的非侵入性方法。
[4]低強度聚焦超聲調控小鼠學習記憶的實驗研究
本文將超聲調控技術應用到學習記憶功能的調控，研究超聲神經調控刺激相關腦核團隊學習記憶的影響。本文的目的是探尋能夠調控和**ptsd，ad等病理的**方式。
為了在阿爾茲海默症（alzheimer's disease，ad）疾病模型小鼠中驗證超聲對學習記憶功能的調控作用，本文對普通 c57 小鼠進行了前期實驗。選擇了pfc 的上游核團、與 ad 相關的腦核團海馬齒狀回（dentate gyrus，dg）進行超聲刺激。
接著本文使用超聲神經調控技術對 ad 模型小鼠進行相關研究，結果：超聲神經調控刺激組小鼠的海馬區域提高 ad 小鼠的平衡協調能力、被迫運動能力以及辨別性學習、工作記憶能力；超聲神經調控技術的干預沒有導致 ad 小鼠的焦慮情緒增加，沒有影響小鼠自主探索、自主運動的能力。海馬齒狀回及皮層有明顯的細胞增殖情況，推測超聲神經調控能夠提高 ad 小鼠的學習記憶能力表現的原因可能為超聲刺激促進該區域神經元的增殖。
本文使用 option®超聲光束分析儀（option® ultrasound beam analyzer，onda，美國）對超聲換能器的聲場及聚焦情況進行評估。並做實時視覺化測量，做到動態實時觀察並且具有 50μm 解析度。
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