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随着人口老龄化，帕金森症等较常见于长者的疾病日增，这种无法根治的神经退行性疾病会损害患者运动能力，目前主要靠药物或外科程序减缓症状。3月12日，香港理工大学（港理大）科研团队公布其研发的新一代“全声学脑机接口系统”，运用“经颅超声神经调控技术”，以超声波实现完全无创、深脑穿透和高精度的神经调控，有望为帕金森症乃至抑郁症等神经及精神疾病患者带来新治疗方案。
港理大无创脑机接口研究中心主任、生物医学工程学系教授孙雷（左）与其学系博士毕业生丘志海。
港理大无创脑机接口研究中心主任、生物医学工程学系教授孙雷（左）与其学系博士毕业生丘志海。
该系统由港理大无创脑机接口研究中心主任、生物医学工程学系教授孙雷与其学系博士毕业生丘志海带领科研团队研发，能够利用超声波的物理特性，穿透颅骨、精准聚焦深脑区域。
系统包含超过128个独立阵元的经颅稀疏超声阵列，配合定制驱动系统，可实现每通道独立控制和声场精确操控；通过动态聚焦与波束定位技术，空间分辨率可精细至4毫米以内，对深脑区域进行高精度调控，从而达到减缓帕金森症症状的疗效。
据孙雷介绍，目前常见的两大脑机接口技术各有局限：一是侵入式技术，需通过开颅手术将电极植入大脑，风险较高且不可逆转；另一种传统非侵入式技术如电刺激，则受限于分辨率不足或穿透深度有限，难以精准调控深层脑区。
而港理大研发的脑机接口系统，可通过港理大自主研发的头盔状装置，运用超声波调控大脑细胞，以改善帕金森症的症状，实现无创治疗。而且在超声神经调控的基础上，团队进一步研发声遗传学技术，能够精准识别并调控特定类型的细胞，目前更是全世界唯一一项获多间独立实验室多次验证成功的技术。
通过港理大自主研发的头盔状装置，运用超声波调控大脑细胞，以改善帕金森症的症状，实现无创治疗。
通过港理大自主研发的头盔状装置，运用超声波调控大脑细胞，以改善帕金森症的症状，实现无创治疗。
团队已通过小鼠实验验证技术成效。“患有帕金森症的小鼠经超声调控后，其身体运动功能显著提升。虽然帕金森症主要是由衰老过程中某些脑细胞过度凋亡所引起，且无法逆转，但通过超声波调控现有细胞的功能，可以显著改善症状。”孙雷说。
下一阶段，孙雷将扩充临床试验的规模，计划联合内地五间顶级医疗中心，招募100名帕金森症患者开展临床研究，验证其超声波技术的安全与疗效，为后续监管审批和商业化奠定基础。未来，团队也期望与香港的医院合作进行临床研究，并研发更轻便的家用医疗装置，让患者日后可在家中进行持续治疗。
港理大研发可穿透颅骨、精准聚焦深脑区域的全声学脑机接口系统。
港理大研发可穿透颅骨、精准聚焦深脑区域的全声学脑机接口系统。
团队已分别与上海华山医院、南方医科大学珠江医院合作，展开临床研究工作。除了帕金森症，团队也正在研究以经颅超声神经调控技术，协助治疗抑郁症、进行体重控制和睡眠调节等。
此次研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）、《自然通讯》（Nature Communications）及《细胞报告》（Cell Reports）等国际学术期刊。
南方+记者 陈彧
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