经颅聚焦超声可调节灵长类动物丘脑中的尖峰活动、低频电位及BOLD信号活动

《Nature Communications》：Transcranial focused ultrasound modulates spiking, LFP, and BOLD activity in the primate thalamus

　　

摘要

经颅聚焦超声是一种非侵入性的神经调节技术，能够以高精度靶向深层脑区。然而，其作用机制——尤其是它如何调节神经元活动以及与fMRI BOLD信号之间的关联——目前仍不十分清楚。我们以猕猴的丘脑和岛叶皮层作为模型系统，发现低强度聚焦超声可引发局部BOLD信号增强，并优先调节腹后外侧核中的低频（Delta、Theta和Alpha）局部场电位及单神经元放电活动，同时还能通过远程刺激岛叶皮层产生相应效应。与振动触觉刺激相比，聚焦超声引发的反应峰值出现时间更慢。重要的是，我们观察到超声引起的神经元放电变化、LFP活动与BOLD信号之间存在强烈的空间对应关系。这些研究结果明确了聚焦超声神经调节的时间和空间特征，证明了精确、非侵入性地靶向深层脑回的可行性，为其在神经科学及治疗领域的应用奠定了基础。