超聲干預神經細胞活動的機理研究

《超聲干預神經細胞活動的機理研究》是依託南京大學，由羅林姣擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超聲干預神經細胞活動的機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：羅林姣
• 依託單位：南京大學

項目摘要

低強度的超聲脈衝已經表現出干預神經細胞活動的潛力，相對於傳統的人為刺激神經細胞的方法，超聲干預神經細胞具有巨大的臨床套用前景，它無痛無損，空間解析度高，並可以穿透組織聚焦於靶向位置。本項目擬以秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）為模式生物，在分子細胞層次觀察超聲作用於神經細胞的動態過程，探討其內部機理。項目擬採取非麻醉的方式物理固定線蟲，並採用一對共焦點的圓弧形叉指換能器將超聲能量高效地作用於線蟲；通過有限元方法進行聲場分析，研究線蟲神經細胞活動變化的共性/個性與超聲激勵條件的相關性；在此基礎上，最佳化超聲參數，使超聲能夠最好地激發或抑制特定神經細胞的活動，同時避免對組織造成損傷。該項目的成果將對更複雜的模式生物的研究具有借鑑意義，為超聲輔助治療神經系統疾病的實現奠定基礎。

結題摘要

本項目以秀麗隱桿線蟲為模式生物，分別在行為神經生物學、以及分子細胞層次研究了不同頻率的聲波（包括可聽聲和超聲）對線蟲行為以及內在神經網路的影響，並探討其內部機理。在行為神經學方面，我們建立了一套實時的聲波作用線蟲的電腦成像系統，實時拍攝並自動統計分析區域內多條線蟲的行為。基於粒子追蹤與形狀分析方法，量化線蟲的行為；在分子細胞層次，我們成功地實現了在正常自由運動的線蟲中進行全腦鈣成像，研究了線蟲神經細胞活動變化與超聲激勵條件(聲波頻率、聲壓強度、作用時間、占空比、重複頻率)的相關性。