光声为高精度的神经调节

神经调节中扮演一个重要的角色在破译神经回路和探索神经系统疾病的临床治疗。光声神经调节是一种新的通用的模式,提供了高穿透深度的超声波,加上光子的空间精度高。

光声的过程包括的光脉冲在超声波转换成声波的频率。的生命科学见证了光声技术的快速发展,从亚细胞结构成像的活着的生物structures-ranging器官,甚至整个动物。

波士顿大学的一个小组最近开始使用高精度的光声神经调节。通过再利用光声发射器最初开发的手术指导,他们开发了光声神经刺激的第一个例子。最近,他们创造了一种新型的光声发射器扩展精度对单一神经元和亚细胞水平。发表的底漆Neurophotonics他们讨论设备设计考虑,潜在的机制,吸收的障碍光声作为一个可行的神经调节工具。他们也提供视角在基本和转化研究领域未来的发展方向。

光声神经调节可以通过多种技术实现。神经元的刺激,已成功地用于治疗神经系统和应用精神疾病,包括癫痫、阿尔茨海默氏症,帕金森氏症和难治性抑郁症可能在光声找到一种新方法。因此,光声神经元刺激与电刺激相关会避免问题和取得更好的精度达到更好的神经纤维,例如,在儿童脑瘫。

一些新颖的光声技术调查的引物包括光纤神经刺激,生物相容性的电影,和纳米颗粒的中介。多路复用的形式排放纤维或薄膜阵列可能被用于刺激,例如,为视觉圣餐台视网膜神经节细胞。

高度小型化光纤光声发射器可以提供药物进入细胞膜,或被集成到医疗设备,如导管和针,以提供实时手术指导。

辅以光纤光声发射器装置,可以使光声电影的生物相容性可能作为一种新的神经接口,提供多种功能,从光声刺激到支撑结构和增长指导。作为生物电子学和依据组织脚手架平台,可以使光声电影已被证明的生物相容性增强骨工程再生的影响。他们也被证明能够促进神经再生,增加脑源性神经营养因子的分泌。light-mediated技术,光声支架消除了导线连接和基因改造的要求。

据资深作者新Cheng西奥多工程教授光子学和波士顿大学光电子学,“总的来说,光声神经调节与对应的超声相比带来了许多优势,包括空间时间分辨率高,最小的热积累,和广泛的带宽,,这使得它非常适合于区域调制在动物模型中,甚至在人类患者。另一方面,光声神经调节仍处于开发的早期阶段,有几个未来的研究需要解决的挑战。”