深度腦部刺激或無需電極

　　 近日，美國麻省理工學院（MIT）研究人員開發出一種深度激發大腦內部神經元的方法，無需使用當前深度腦部刺激所需的植入裝置。在發表于《細胞》雜志的論文中，研究人員通過操控小鼠頭部的電極，讓它的耳朵、爪子和胡須搖動。這種被稱為時間干涉（TI）刺激的新技術為大腦研究打開了另一扇門。

　　目前的深度腦部刺激法都需要將電極植入大腦。醫生通常會謹慎使用該手段，僅限于對帕金森等嚴重疾病進行該侵入性治療。而經顱磁刺激和其他非侵入性技術，刺激大腦表面區域的效果較好，但難以作用于大腦深層區域。

　　“真正的問題是，我們應如何刺激大腦深部的目標，而不影響其周圍區域。”論文通訊作者、MIT 麥戈文腦部研究所教授Ed Boyden說。

　　據悉，TI 刺激利用了神經元的生物物理特性——這使得它們只會響應低頻電信號。由于這些特性，高頻電信號可以穿過大腦而不會激發很多神經元。TI 刺激就是通過將兩個或更多高頻電信號發送到大腦深部的目標，這些信號會穿過大腦的外圍區域，直到相遇于目標部位，并發生相互干涉。使用時，人們可預先設定兩個頻率相差很小的信號及其相遇的位置，以便目標神經元感受到低頻包絡電波。

　　研究人員通過大腦物理實體模型計算機建模和活體小鼠實驗，測試了 TI 刺激，并采用 c -fos 蛋白標記了神經元的活動。結果顯示，該電信號可激發大腦中的目標區域，而不是其外圍的區域。通過在 3D 空間內操控 TI 刺激的參數，研究人員還能讓小鼠的爪、胡須和耳朵左右交替活動。但研究人員尚不確定神經元在這里是如何運作的。

　　此外，Boyden、第一作者Nir Grossman和同事，還在多次安全實驗中證實了 TI 刺激不會損害腦組織、誘發癲癇或者導致熱腦細胞過熱。但電刺激植入裝置可以比 TI 刺激更集中地作用于特定腦部區域，正是由于這一特點其可以治療某些病癥。不過，其他一些疾病患者可能會受益于更加廣泛的深度腦部刺激，如中風、創傷性腦損傷和失憶癥。目前，研究者計劃在人類志愿者身上進行 TI 刺激研究。