探究低強度非熱能經顱聚焦超音波在動物及人腦的運動神經調控效應

近年來蓬勃發展的非侵入式經顱腦刺激術 (如：重覆性經顱磁刺激, rTMS; 經顱電刺激)，可以經由神經可塑性途徑來改變大腦皮質的興奮度。但是目前的技術有其限制，如：只能刺激大腦表層，有變異性… 等。超音波在醫學上的應用已經數十年，主要的用途在結構及血流等檢查診斷上。然而在上個世紀初，便已發現超音波可以產生可逆的神經調控作用，而且不會造成細胞組織的傷害。近年因為聚焦式超音波的發展，以及非侵入式腦刺激術在臨床上的應用日廣，使得相關的超音波研究再度受到注意。最近幾年年，開始有少數應用低強度非熱能經顱聚焦超音波暫時性改變人類大腦反應的研究報告出現。這種技術與近年流行用高強度聚焦超音波進行組織燒灼截然不同。而我們也進行了先期動物實驗 (科技部計劃)，印證低強度非熱能經顱聚焦超音波技術可行、安全且有效。因此在這個計劃中，預計將相關的技術逐步轉移到人體上。計劃中首先以先期研究的結果為基準，在我們發展的經顱磁刺激 (TMS) 大鼠實驗平台上面，進行超音波參數調整。以期在符美國食品藥物管理署 (FDA) 的安全規範下改良現有的超音波刺激模式。同時將建構結合於TMS線圈上的薄型超音波換能器，以便可以快速切換TMS及超音波，供接下來的人體實驗使用。人體試驗中，量測的變數為運動誘發電位 (MEP) 、短間距皮質內抑制 (SICI) 及皮質內興奮 (ICF)。首先會測試不同參數的一小段超音波的即時效應，接著量測在超音波開始後的不同時間點的變化。這個階段的目的是在找尋人體上的最佳參數。之後依動物及前階段人體的實驗結果，開發可以在人類大腦運動區產生可逆長效後續效應的超音波模式，測試這些模式對運動神經迴路及動作反應速率的影響。預期經由這個計劃，我們可以更清楚瞭解低強度非熱能經顱聚焦超音波對神經調控的特性，並發展人體上產生神經調控的刺激模式。在運動皮質驗證其效應後，將來可進一步發展用聚焦超音波調控其它 (如：較深層的) 腦神經迴路之技術。在神經生理及病生理檢測，甚至疾病治療上，都可以有更深廣的應用。

系統編號:PC10901-1991
原計畫編號:MOST108-2314-B182-015-MY3