用于超高精度的非侵入性脑刺激的光学生成聚焦超声
神经元与认知
2022-11-07 v2
摘要
高精度神经调控是破译神经环路和治疗神经系统疾病的强大工具。当前的非侵入性神经调控方法精度有限，处于毫米水平。在此，我们报道用于超高精度的非侵入性脑刺激的光学生成聚焦超声（OFUS）。OFUS由通过将烛灰纳米颗粒嵌入弯曲聚二甲基硅氧烷薄膜中制备的软光声贴片（SOAP）产生。SOAP在15 MHz产生经颅超声焦点，其83 μm的超高横向分辨率比传统经颅聚焦超声（tFUS）小两个数量级。在此，我们展示了使用单超声周期的体外有效OFUS神经刺激。我们证明了小鼠运动皮层的亚毫米经颅体内刺激。0.6 mJ/cm^2的声能量（比tFUS小四个数量级）足以成功进行OFUS神经刺激。OFUS通过非侵入性地递送超高精度的焦点，为神经科学研究与疾病治疗提供了新能力。
引用
@article{arxiv.2204.09119,
title = {Optically-generated focused ultrasound for noninvasive brain stimulation with ultrahigh precision},
author = {Yueming Li and Ying Jiang and Lu Lan and Xiaowei Ge and Ran Cheng and Yuewei Zhan and Guo Chen and Linli Shi and Runyu Wang and Nan Zheng and Chen Yang and Ji-Xin Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09119},
year = {2022}
}
备注
36 pages, 5 main figures, 13 supplementary figures