其他

超音波投藥

新科技可精準投遞藥物至特定腦區。

撰文/麥金(Simon Makin)
翻譯/陳瑀葳

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超音波投藥

新科技可精準投遞藥物至特定腦區。

撰文/麥金(Simon Makin)
翻譯/陳瑀葳


能幫助神經科學家了解人腦或是治療相關疾病的工具極為有限。在大部份情況下,腦部手術或埋入電極具有侵入性,而現有的非侵入性技術例如磁刺激往往不夠精準。美國史丹佛大學神經放射學家艾藍(Raag Airan)和同事發明一項新技術,讓研究人員以非侵入的方式在體積微小的特定腦區精確操控。


這項發表於去年11月《神經元》期刊的研究,奠基於艾藍鑽研多年的技術。然而,這是艾藍團隊首次證實此項技術具備所需的精準度。研究人員把裝滿藥物的奈米分子「牢籠」注射到血管中,接著用聚焦超音波(ultrasound beam)打在特定部位,讓藥物分子從奈米牢籠中釋出,藥物通過血腦障壁(位於血管和大腦間的一層薄膜,僅能讓非常微小的分子通過),直接影響特定腦區的活動。


大鼠實驗的結果顯示,(某種麻醉)藥物的效果局限在聚焦超音波所瞄準的三公釐立方範圍內。研究人員把藥物傳送到大鼠腦中的視覺皮質區,同時以閃光刺激大鼠眼睛。超音波啟動時,目標腦區的神經元活動顯著下降;然而一旦超音波停止,10秒內此腦區的神經元活動也因麻醉藥物作用消退而立即回復正常。未參與這項研究的加拿大桑尼布魯克研究中心神經外科醫師利普斯曼(Nir Lipsman)評論:「這個技術在時間和空間上皆十分精準,讓我們能在特定腦區精確操控,的確是一項重大成就。」艾藍的團隊同時發現,與目標腦區相連的遠端腦區也出現腦部代謝活動下降,顯示這項技術可用來了解大腦迴路的連結。


研究人員發覺這項技術並不會對大腦造成任何傷害。利普斯曼表示:「他們嚴謹證實此技術的安全性。」這僅是一項概念驗證的研究,但艾藍認為這項技術很快便可應用在臨床上。醫用超音波早已受到廣泛應用,而組成奈米分子的化學物質與放射醫療或癌症治療經常使用的藥物相同。艾藍說:「我們只需證明同時使用這兩種技術並不會造成危險。在一、兩年內,我們便可進行臨床測試。」


新目標是試驗這項技術能否應用在模擬神經外科手術,在進行正式手術前先麻醉目標區域,確認手術的影響和安全性。這項技術也可用來投遞精神科藥物到特定腦區,進而減緩可能的副作用並增進藥效。艾藍說:「這項技術帶來各種可能性。」