超聲波如何幫助抑制帕金森病

為阿爾茨海默氏症，帕金森病和其他破壞大腦的疾病開發有效藥物有兩個主要障礙。第一種是克服血腦屏障，第二種是將藥物輸送到精確的位置並確保它不會擴散到大腦的其他部位。

現在，使用超聲波束和微泡的新方法可以是一種非侵入性的方式，可以將藥物安全地輸送到大腦中的精確位置。

這項技術被稱為聚焦超聲（FUS），並承諾為成千上萬的藥物打開大門，這些藥物可以治療一系列大腦狀況，如果它們可以穿過血腦屏障。

紐約市哥倫比亞大學的科學家們開發了FUS裝置，現在已經證明它有助於抑制早期帕金森病的進展並改善老鼠的大腦功能。

他們在最近的受控釋放期刊研究論文中描述了這些結果。

FUS技術暫時打開大腦特定部位的血腦屏障，讓藥物到達那個部位。

打開血腦屏障

血腦屏障是血管的複雜特徵，為大腦和中樞神經系統的其他部分提供食物。

屏障防止病原體和潛在的有害物質從血液中穿過大腦的薄壁組織或功能組織。

FUS技術將超聲脈衝通過顱骨發射到大腦中的精確位置。當脈衝遇到科學家注入血流的微泡時，它們會使微泡在微小血管壁之間振蕩。

振蕩的微泡導致該位置的血腦屏障的滲透性可逆地增加。

當FUS光束停止時，微泡停止振蕩，並且通過血腦屏障的臨時進入關閉。

FUS將基因和蛋白質送入大腦

對於最近的研究，該團隊專註於帕金森病。他們表明，他們可以使用FUS通過血腦屏障傳遞改變腦的基因和蛋白質。

一旦穿過屏障，基因和蛋白質部分恢復了大腦中的多巴胺釋放途徑。失去製造多巴胺的能力 - 一種對控制運動很重要的化學信使 - 是帕金森病的早期特徵。

研究人員還發現小鼠帕金森病的某些行為癥狀有所減少。

「我們在大腦中發現了行為和解剖學上的神經元改善，」Elisa Konofagou說，他是生物醫學工程和放射學教授的高級研究作者之一。

Konofagou教授表示，她和她的團隊是第一個使用現有藥物來恢復帕金森病早期多巴胺釋放途徑的人。

美國食品和藥物管理局（FDA）剛剛授予研究人員一項研究設備豁免，以便他們可以安全地測試它作為向阿爾茨海默病患者提供藥物的方法。

攜帶型家庭治療系統

Konofagou教授的團隊是美國唯一一家獲得FDA批准使用超聲波試驗打開血腦屏障的團隊。在該領域工作的其他人使用納米顆粒打開血腦屏障或MRI來指導手術。

Konofagou教授和她的團隊開發的FUS設備更小，更快，更便宜。它使用單元件換能器代替超過1,000個元件的頭盔。此外，其「神經導航系統」不需要MRI。該團隊將其比作神經外科醫生使用的那個，除了它使用超聲換能器而不是手術器械。

該團隊設想了一種攜帶型FUS系統，醫生可以輕鬆地在醫院內進出病人的房間，有一天，甚至進出家庭。此外，治療時間僅持續約半小時，而不是MRI引導程序所需的3或4小時。

在阿爾茨海默氏症患者接受試驗後，Konofagou教授計劃在患有帕金森病的人身上測試該裝置。

「我們能夠在改善神經功能的同時抑制神經變性的快速進展。我們期望我們的研究將為中樞神經系統疾病的早期治療開闢新的治療途徑。」

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