新技術(shù)使研究人員能夠精確 靈活地調(diào)節(jié)大腦

帕金森病等人類腦部疾病涉及大腦多個區(qū)域的損傷，需要能夠同時精確、靈活地解決所有受影響區(qū)域的技術(shù)。

圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種非侵入性技術(shù)，將全息聲學(xué)設(shè)備與基因工程相結(jié)合，使他們能夠精確瞄準大腦中受影響的神經(jīng)元，從而有可能精確調(diào)節(jié)多個患病大腦區(qū)域中選定的細胞類型。

陳紅是麥凱維工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授，也是醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科副教授。她和她的團隊發(fā)明了 AhSonogenetics，即艾里束全息超聲遺傳學(xué)，這是一種使用非侵入性可穿戴超聲波設(shè)備改變小鼠大腦中遺傳選擇的神經(jīng)元的技術(shù)。這項概念驗證研究的結(jié)果于 6 月 17 日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

AhSonogenetics 將陳教授團隊的幾項最新進展整合成一項技術(shù)。2021 年，她和她的團隊推出了 Sonogenetics，這種方法利用聚焦超聲將含有超聲敏感離子通道的病毒構(gòu)建體傳送到大腦中經(jīng)過基因選擇的神經(jīng)元。他們使用低強度聚焦超聲傳送一小股熱量，從而打開離子通道并激活神經(jīng)元。陳教授的團隊首次證明聲遺傳學(xué)可以調(diào)節(jié)自由移動小鼠的行為。

2022 年，她和實驗室成員設(shè)計并 3D 打印了一種靈活多變的工具，稱為支持艾里光束的二元聲學(xué)超表面，使他們能夠操縱超聲波束。她還在開發(fā) Sonogenetics 2.0，它結(jié)合了超聲波和基因工程的優(yōu)勢，可以無創(chuàng)且精確地調(diào)節(jié)人類和動物大腦中的特定神經(jīng)元。AhSonogenetics 將它們結(jié)合在一起，作為干預(yù)神經(jīng)退行性疾病的潛在方法。

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