远程和精确控制的大脑激活是神经治疗脑机接口开发的一个基本挑战,低频超声刺激可用于调节大脑深处的神经元活动,尤其是在表达超声敏感蛋白后。但到目前为止,还没有研究描述一种超声介导的激活策略,其时空分辨率和声学强度与脑机接口的强制性需求相兼容,尤其是在视觉恢复方面。鉴于此,来自法国索邦大学的Serge Picaud等人将大电导机械敏感离子通道的表达与非造口高频超声刺激相结合,以时空分辨率在毫秒的时间内激活视网膜或皮层神经元,并与视觉恢复兼容。
文章要点:
1) 该研究的结果表明,视觉皮层的体内声遗传学激活产生了与光感知相关的行为,声遗传学可以通过一种比目前的视觉恢复脑机接口侵入性更小的方法来提供毫秒模式的呈现;
2) 此外,研究还探究了是否可以使用MscL通道:(i)在体外而且在体内提高神经元对US的敏感性,(ii)通过基因治疗靶向局部定义的神经元子集,(iii)以足以进行视觉恢复的时间精度(毫秒时间延迟和恢复)诱导反应,以及(iv)通过在体内使用低声学强度的高频超声来获得一个数量级以上的空间分辨率,以防止不良影响。
参考资料:
Cadoni, S., Demené, C., Alcala, I. et al. Ectopic expression of a mechanosensitive channel confers spatiotemporal resolution to ultrasound stimulations of neurons for visual restoration. Nat. Nanotechnol. (2023).
10.1038/s41565-023-01359-6
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01359-6