對線蟲的超聲神經(jīng)調(diào)控研究取得新進展

日前，中國科學(xué)院深圳技術(shù)研究院醫(yī)工所鄭海榮團隊在超聲神經(jīng)調(diào)控方面取得新進展。相關(guān)研究成果 Ultrasound neuro-modulation chip: activation of sensory neurons in Caenorhabditis elegans by surface acoustic waves 發(fā)表在 Lab on a chip 雜志上，并被選為當(dāng)期的封面文章。

近些年，神經(jīng)精神疾病廣泛發(fā)生，利用物理方法調(diào)控特定核團是治療、干預(yù)神經(jīng)精神疾病的一種切實可行的方法。超聲作為一種機械波，可無創(chuàng)刺激顱內(nèi)深部腦區(qū)，作為一種非侵入的神經(jīng)調(diào)控手段受到越來越多的關(guān)注。由于超聲物理效應(yīng)復(fù)雜，包括機械效應(yīng)、熱效應(yīng)等，目前超聲神經(jīng)調(diào)控的機制尚不清楚。

研究人員設(shè)計制備了一種新型的超聲神經(jīng)刺激芯片，以經(jīng)典模式生物秀麗隱桿線蟲作為研究對象。研究結(jié)果表明，在超聲作用下，線蟲多模感受神經(jīng)元 ASH 會被超聲激活，產(chǎn)生回避的行為學(xué)反應(yīng)。同時，感知溫度的 AFD 神經(jīng)元并不會被超聲激活，這表明線蟲的回避行為主要是超聲波機械效應(yīng)引起的，Tax- 4 突變體實驗進一步驗證了該結(jié)果。

此項工作的意義在于提出了一種新型的超聲神經(jīng)調(diào)控器件，該器件可以和鈣成像、膜片鉗等生物學(xué)手段相兼容，實現(xiàn)對超聲神經(jīng)調(diào)控機制的研究，從而為超聲神經(jīng)調(diào)控治療神經(jīng)類疾病提供基礎(chǔ)和理論依據(jù)。