新的头盔状设备或许有一天可以无需侵入式手术治疗帕金森氏症等疾病，科学家们表示

神经科学领域的一个长期目标是开发一种非侵入性的方法来影响大脑功能。这样的技术可以揭示这个重要器官的运作方式——有一天，它甚至可以无需手术就能帮助治疗帕金森病和抑郁症等神经系统疾病和精神障碍。

现在，英国伦敦大学学院和牛津大学的研究人员开发出一种头盔状设备，该设备可以非侵入性地戴在头上，并发送超声波脉冲来影响大脑深部区域。科学家们表示，它有一天有可能帮助控制帕金森病的症状，尽管这种能力尚未得到测试。

这项工作建立在早期研究的基础上，该研究表明向大脑发送温和的机械脉冲——这个过程被称为经颅超声刺激（TUS）——可以改变神经元信号通信的方式。但目前的技术难以精确地靶向大脑深处的特定结构，经常影响比需要更大的区域。

然而，新设备可以靶向比传统技术所能实现的面积小约1000倍的区域。它也比其他需要侵入性手术将电极植入大脑的深部脑超声治疗更精确30倍。

牛津大学神经生理学家夏洛特·斯塔格（Charlotte Stagg）在接受《卫报》记者伊万娜·德罗布尼亚克·奥布赖恩（Ivana Drobnjak O’Brien）采访时解释说：“这些波以惊人的准确性到达了目标。这本身就很非凡，而且以前没有人做到过。”

斯塔格和她的同事于9月5日在《自然·通讯》杂志上发表了他们的研究结果。该团队表示，这篇论文提供了概念验证，证明他们的技术可以靶向特定区域并在大脑中产生持久的影响。

这个头盔与一个柔软的面罩一起使用以稳定头部，它通过向大脑部分发送集束的超声波——我们听不到的声音能量——来增加或减少神经元活动。这些波束来自256个不同的元件，并在目标大脑区域汇合。

斯塔格告诉《新闻周刊》记者汉娜·米林顿（Hannah Millington）：“每个元件只产生少量超声波，但我们的计算机模型确保它们都重叠在目标点（而不是其他地方），这意味着我们可以刺激那里。这一点非常重要，因为人脑深处有许多结构靠得很近，而且功能截然不同。我们需要能够单独靶向它们，而不会意外地刺激邻近区域。”

斯塔格和她的同事在受试者处于功能性磁共振成像（fMRI）机中时，对七名参与者试用了该头盔，以追踪他们的大脑活动。在两次单独的实验中，该团队刺激了大脑中心的一个称为外侧膝状体（LGN）的结构——这是丘脑的一部分，负责处理视觉信息等功能。在第一次实验中，当参与者观看闪烁的棋盘格图案时，研究人员能够增加视觉皮层的活动。

在第二次实验中，他们在刺激后至少40分钟内降低了视觉皮层的活动，这表明该技术有可能对大脑产生持久的改变。

研究人员在研究中写道，一个对照组“证实了这些效应是针对目标外侧膝状体的”。

尽管参与者没有报告他们在看到的方面有明显差异，但该团队认为这种脑刺激有一天可以帮助临床治疗。斯塔格在接受《卫报》采访时说：“对于帕金森病患者来说，相当于靶向一个运动控制区域，并看到震颤消失。”

该研究的合著者、伦敦大学学院生物医学工程学教授布拉德利·特里比（Bradley Treeby）在一份声明中表示，这款头盔也为进一步的神经科学研究和临床治疗铺平了道路。现在，科学家们可以在不诉诸侵入性手术的情况下，研究大脑深层区域的因果关系。

他认为，虽然还需要更多的研究，但这项技术可以彻底改变帕金森病、抑郁症和特发性震颤等疾病的治疗。

该研究的合著者、伦敦大学学院医学物理和生物医学工程系研究员艾丽·马丁（Elly Martin）在接受《卫报》采访时表示，该团队现在的目标是将该设备变成一个“实用的临床工具，一个可以与侵入性脑植入物并驾齐驱，甚至在未来取代它们。”