聚焦超音波大腦調控模型開發: 新穎的非侵入性大腦損傷研究( I )

神經科學的基本問題就是了解心智功能的神經基質。神經活性與行為的因果關係最早是由觀察中風病患功能缺失以及從大腦切除動物行為改變所得知。之後，皮質功能抑制藥物注射、大腦冷卻、及重覆性大腦磁刺激讓可逆的大腦抑制研究變成可能。然而，重覆性大腦磁刺激雖然無侵入性但仍有以下限制，包括大腦抑制程度較弱、缺乏高度的空間準確度、無長期效果、而且不能達到離顱骨較遠處、也不能直接調控白質神經路徑的功能。我們在本研究提出革命性方法，能夠做出非侵入性而且可逆之大腦功能調控，我們命名為聚焦超音波大腦調控(brain modulation induced by focused ultrasound : BMFU)，同時給予大腦功能調控藥物及 能區部增加藥物通透性的聚焦超音波，我們可以在調整腦中任意部位之大腦活性。BMFU可以同時調整大腦多處的功能，也可及深部大腦(如丘腦)或至顱底(如下顳區)，這些都是重覆性大腦磁刺激無法接觸的部位。我們也假設，依我們所使用的大腦調控藥物，BMFU可產生增進、抑制、或其他效果。同樣的，他的效果可以是短效的也可以是長效的。這些優點可適用於不同的神經生理實驗所需。為此，我們將先開發出第一個BMFU實驗模型，我們先使用BMFU壓抑大鼠半側大腦的功能，然後將觀察到其觸覺誘發電位被抑制。然後，我們將系統性的嘗試不同的大腦調控藥物、也會使用不同的劑量，找到最能達到實驗目標的平台設定。最後，我們將使用BMFU抑制單側丘腦以改變行為中獼猴進行觸覺作業的行為，以證明BMFU的功能關連性。本研究的長期目標在於建立一個新的 (1)非侵入性、(2)局部的大腦功能調控研究方法，而且該方法可以(3)調控深部的大腦並且可以(4)同時調控大腦的多個部位

系統編號:PC10109-0151
原計畫編號:NSC101-2321-B182-012