深度脑部刺激或无需电极

最近，麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种深度刺激大脑神经元的方法，无需使用当前深度大脑刺激所需的植入装置。在发表在《细胞》杂志上的一篇论文中，研究人员操纵老鼠头部的电极来摇动它的耳朵、爪子和胡须。这项被称为时间干扰刺激的新技术为大脑研究打开了另一扇门。

目前的脑深部刺激方法需要将电极植入大脑。医生通常谨慎地使用这种方法，它仅限于对严重疾病如帕金森病的侵入性治疗。经颅磁刺激和其他非侵入性技术对刺激大脑的表面区域有很好的效果，但是很难作用于大脑的深层区域。

“真正的问题是我们如何在不影响周围区域的情况下刺激大脑深处的目标。”《通讯》的作者、麻省理工学院麦戈文大脑研究所教授埃德·博伊登说。

据报道，经颅磁刺激利用了神经元的生物物理特性——这使得它们只对低频电信号有反应。由于这些特性，高频电信号可以通过大脑而不刺激许多神经元。TI刺激是向大脑深处的目标发送两个或多个高频电信号。这些信号将通过大脑的外围区域，直到它们到达目标位置并相互干扰。使用时，人们可以预设两个频率差小的信号及其相遇位置，使目标神经元能够感受到低频包络波。

研究人员通过大脑物理实体模型的计算机建模和体内小鼠实验来测试TI刺激，并用c -fos蛋白标记神经元活动。结果表明，电信号可以刺激大脑中的目标区域，而不是周边区域。通过在3D空间中操纵TI刺激的参数，研究人员能够交替左右移动老鼠的爪子、胡须和耳朵。但是研究人员不确定神经元在这里是如何工作的。

此外，博伊登、第一作者尼尔·格罗斯曼(Nir Grossman)及其同事还在许多安全实验中证实，TI刺激不会损害脑组织、诱发癫痫或导致热脑细胞过热。然而，电刺激植入装置可以比TI刺激更强烈地作用于特定的大脑区域，并且正是因为这一特性，它可以治疗某些疾病。然而，患有其他疾病的患者可能受益于更广泛的深部脑刺激，例如中风、创伤性脑损伤和健忘症。目前，研究人员计划对人类志愿者进行TI刺激研究。(唐毅宸)