全息声学设备与基因工程相结合——新技术可以精确灵活地调节神经元

科技日报记者 张梦然

美国研究人员开发了一种非侵入性技术，将全息声学设备与基因工程相结合，可以准确瞄准大脑中的目标神经元，同时可以准确调节多个患病大脑区域选定的细胞。新一期《美国国家科学院院刊》上发表了这项概念验证研究的结果。新一期《美国国家科学院院刊》上发表了这项概念验证研究的结果。

示意图。

图片来源：MedicalXpress网站

人脑疾病(如帕金森病)涉及大脑多个区域的损伤，需要一项精确灵活的治疗技术，可以同时瞄准所有受影响的大脑区域。艾里束全息超声遗传学是由美国圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院团队发明的。（AhSonogenetics）该技术可以利用非侵入性可穿戴超声设备改变大脑中特定神经元基因的表达。

艾里束全息超声遗传学为研究人员提供了一种精确的大脑调节手段，可以通过调节声波，精确激活或抑制大脑内部的特定神经元，具有高空间分辨率。它为研究完整的神经回路提供了强大的工具，也给治疗神经系统疾病带来了希望。

该技术有三个独特的优点：比传统技术更精确地瞄准更小的区域，灵活地引导到目标脑区域，同时瞄准多个脑区域。这一次，研究小组独立设计了每个艾里束超表面，针对不同的应用和大脑中的精确位置，定制了专门的可穿戴超声设备。

该技术已经在患有帕金森病的小鼠模型上进行了测试。在艾里束全息超声遗传技术的帮助下，它们可以同时刺激小鼠的两个大脑区域，无需多次植入或干预。这种治疗方法显著缓解了小鼠帕金森病模型中的各种运动障碍，包括运动迟缓、行走障碍和僵硬症状。

新技术克服了超声波遗传学的限制，制造成本只有50美元左右，可以根据不同的大脑大小进行调整，从而扩大其潜在应用范围。