柏金遜症、抑鬱症等神經及精神疾病,可望有無創治療新方案。香港理工大學團隊研發新一代「全聲學腦機接口系統」,以超聲波調控大腦。團隊實驗發現,患柏金遜症的白老鼠經超聲調控後,身體運動功能恢復到正常的8成。
「全聲學腦機接口系統」可高精度調控深腦區域 減緩柏金遜症症狀
柏金遜症是常見的腦退化疾病,患者會出現手震、動作遲緩、肌肉僵硬等症狀。「全聲學腦機接口系統」包含超過128個獨立陣元的經顱稀疏超聲陣列,配合定製驅動系統,可實現每通道獨立控制和聲場精確操控。另通過動態聚焦與波束定位技術,空間分辨率可精細至4毫米以內,能夠對深腦區域進行高精度調控,減緩柏金遜症症狀。
理大生物醫學工程學系教授孫雷表示,系統超聲聚焦在一點上,能夠非常精確地進行神經調控,突破現時常見兩大腦機接口技術的局限,「一類是侵入性的,一類是非侵入性的。侵入性的要開顱植入一些電極,雖然它信號進度比較好,但是它有風險。非侵入現在的技術還是信號的,主要是電的,信號的進度和傳遞深度都有限。」
研究成果已發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)、《自然通訊》(Nature Communications)、《細胞報告》(Cell Reports)等國際學術期刊。團隊相信,若技術成功應用,治療成本將低於深腦刺激療法(DBS)。
團隊已分別與上海華山醫院、南方醫科大學珠江醫院合作臨床研究;下一階段計劃招募100名柏金遜症患者,驗證超聲波技術的安全與療效。團隊期望與香港的醫院合作進行臨床研究,研發更輕便的家用醫療裝置,讓患者日後可在家中進行持續治療。
除了柏金遜症,團隊亦正研究以經顱超聲神經調控技術,協助治療抑鬱症、進行體重控制和睡眠調節等。