通过光学产生的超高精度聚焦超声波进行非侵入性脑刺激
摘要：超高精度神经调节是解读神经回路和治疗神经疾病的强大工具。当前的非侵入性神经调节方法在毫米级别上仅提供有限的精度。在这里，我们报告了一种用于非侵入性脑刺激的光学产生的聚焦超声（ OFUS ）方法，具有超高精度。OFUS 由嵌有蜡烟颗粒的柔软光声垫（ SOAP ）产生，垫子是通过将蜡烟颗粒嵌入曲线聚二甲基硅氧烷薄膜制成的。SOAP 以15 MHz 的频率产生经颅超声聚焦，并且具有83 微米的超高横向分辨率，比传统经颅聚焦超声（ tFUS ）的分辨率小两个数量级。我们在处理一个超声周期内显示了有效的 OFUS 神经刺激。我们证明了小鼠运动皮层的亚毫米经颅刺激在体内。0.6 mJ/cm^2 的声能，比 tFUS 要小四个数量级，足以成功进行 OFUS 神经刺激。OFUS 通过非侵入性地传递超高精度的聚焦，为神经科学研究和疾病治疗提供了新的能力。
作者：Yueming Li (1), Ying Jiang (2), Lu Lan (3), Xiaowei Ge (3), Ran Cheng (4), Yuewei Zhan (5), Guo Chen (3), Linli Shi (4), Runyu Wang (3), Nan Zheng (6), Chen Yang (3,4), Ji-Xin Cheng (3,5) ((1) Department of Mechanical Engineering, Boston University, USA, (2) Graduate Program for Neuroscience, Boston University, USA, (3) Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University, USA, (4) Department of Chemistry, Boston University, USA, (5) Department of Biomedical Engineering, Boston University, USA, (6) Division of Materials Science and Engineering, Boston University, USA)
论文ID：2204.09119
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2022-11-07