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上海信帆ELISA試劑盒:超聲波作用于人腦可提高覺察能力

更新時間:2014-02-17      瀏覽次數:1120

鯨魚、蝙蝠甚至螳螂,都把超聲波作為一種感覺引導系統(tǒng)。據物理學家組織網近日報道,弗吉尼亞理工大學加里蘭研究所的科學家zui近一項新發(fā)現表明,將超聲波直接作用于腦部特定區(qū)域,能增強人們對觸覺的分辨能力。這也是*次證明了低強度、經顱聚焦超聲波能調節(jié)人類腦活動,提高覺察能力。相關論文在線發(fā)表于近日出版的《自然—神經科學》上。

 

“目前,繪制人腦神經連接呈增長趨勢,超聲波有望為此帶來的分辨率。”負責該研究的加里蘭研究所副教授威廉姆·杰米·泰勒說,“我們決定看看超聲波對負責處理觸覺輸入信息的腦區(qū)有哪些影響。”

 

他們對處理手部感覺的腦皮層區(qū)發(fā)送了聚焦超聲波。為了刺激中間神經(沿手臂下來通過腕骨通道的一條神經),他們在志愿者手腕放了一個小電極,并用腦電圖(EEG)記錄其腦部反應。然后在刺激神經之前,瞄準相應腦區(qū)開始發(fā)送超聲波。結果發(fā)現,超聲波能降低EEG信號,削弱腦波對編碼觸覺刺激的反應。

 

研究人員隨后進行了兩項傳統(tǒng)神經學測試:兩點辨別和頻率辨別。前者檢查志愿者能否區(qū)分接觸皮膚的兩個相鄰物體是在不同的兩個點;后者檢測他對一串氣流頻率的敏感性。實驗顯示,在辨別靠近物體、連續(xù)氣流頻率的微小差異方面,接受超聲波的志愿者的覺察能力明顯提高。當研究小組將超聲波束從原來位置移動了一厘米時,這種影響消失了。

 

泰勒說:“觀察結果讓我們驚訝!雖然與觸覺刺激相關的腦波被削弱,但人們在覺知感覺差異方面確實做得更好。”為什么遏制大腦對感覺刺激的反應卻提高了覺知能力?這似乎很矛盾。泰勒推測,是超聲波影響了重要的神經平衡。“我們認為,聚焦超聲波在它瞄準的腦區(qū)部位,改變了處理感覺刺激時興奮與抑制的平衡,這種改變阻止了刺激興奮的擴展,使得覺知功能增強。”

 

泰勒說:“這意味著我們能利用超聲波瞄準一毫米大小的腦區(qū)。這一發(fā)現也帶來了一種調節(jié)人腦活動的非入侵式新方法,而且空間分辨率超過現有任何方法。”基于本研究和較早的一項研究結果,研究人員認為,超聲波比目前的經顱磁刺激和經顱直流電刺激的空間分辨率更高。

 

論文*作者、加里蘭研究所博士后學者韋恩·萊根說:“進一步理解超聲波脈沖怎樣影響突觸抑制與興奮的平衡,怎樣影響局部腦回路對長程連接的活動,這對我們更繪制人腦中大量的互聯(lián)突觸回路很有幫助。”

 

“在開發(fā)新的安全有效的非入侵方法、調節(jié)人腦細胞回路中信息流方面,杰米·泰勒與其同事的研究處在前列。”加里蘭研究所執(zhí)行董事、專門研究大腦可塑性的神經科學家邁克爾·弗里德蘭德說,這種方法為掌握神經回路活動提供了技術和理論證明,有助于開發(fā)神經退行性紊亂病癥的潛在療法,也為探索正常人腦功能,理解認知、決策與思維帶來了強有力的新工具。

 

泰勒說:“在神經科學中,要擾亂一些事很容易。我們能分散你的注意,讓你感到麻木,產生視覺錯覺。讓事情變糟很容易,但要讓事情變好卻很難。這一發(fā)現讓我們確信,我們的道路是正確的。” (來源:科技日報 常麗君)

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