程吉欣教授和杨晨教授领导的澳门威尼斯人注册网站研究小组成功抑制了引起癫痫发作的神经元

帕特里克·l·肯尼迪

波士顿大学的一个澳门威尼斯人注册网站研究小组发现了一种使用微波安全治疗癫痫和其他神经系统疾病的新方法。该澳门威尼斯人注册网站研究小组在《科学进展》杂志上报告说,尽管离临床应用还有几年的时间,但该技术在体内和体外癫痫模型中都被证明可以减少癫痫发作活动。在穆斯塔卡大学光子学和光电子学讲座教授程吉欣(欧洲电子工程学院,BME, MSE)和杨晨教授(欧洲电子工程学院,MSE,化学)的指导下,该设备是一个微型微波天线,以微创方式植入大脑。

澳门威尼斯人注册网站研究者Carolyn Marar拿着的分裂环谐振器就像天线一样接收微波,并将其集中在目标部位以抑制癫痫发作。孟Zhang摄

“我们不是在烹饪大脑,”程说。这种天线以分裂环谐振器的形式接收来自手持发射器的微波,并抑制导致癫痫发作的有问题的神经元——那些过度放电的神经元。“为了不伤害健康组织,我们使用了非常低的剂量,”Cheng说。

用这种方法,微波集中在目标部位,选择性地抑制起作用的单个神经。虽然这项澳门威尼斯人注册网站研究的重点是癫痫,但澳门威尼斯人注册网站研究人员认为这项技术也可以应用于帕金森病,甚至是慢性疼痛。

程继新(ECE, BME, MSE)。Jackie Ricciardi摄

Cheng说:“我们想要阻断动作电位,这样癫痫或疼痛就可以在没有药物的情况下暂时停止。”与此同时,由于接收器的体积小于1.8毫米,与目前涉及深部脑刺激的癫痫治疗方法相比,接收器的植入侵入性要小得多。

“微波在神经调节方面的澳门威尼斯人注册网站研究还不多,”该澳门威尼斯人注册网站研究的第一作者、博士生卡罗琳·马拉尔说。“老实说,可能是因为听起来很吓人。但我们的设备功耗很低。除了在实施它的地方,它没有任何效果,“在那里效果是有益的。“这是一个很好的中间地带,因为它有很深的穿透力和很高的空间精度。”

Carolyn Marar是该澳门威尼斯人注册网站研究的第一作者。孟Zhang摄

“我最初对神经调节产生兴趣是因为我的祖父患有帕金森病——他死于此病,”马拉尔说。“这是我进入这个领域的动力。”

陈阳(ECE, MSE)

该团队包括生物医学工程、机械工程、电子和计算机工程、化学和神经科学专业的学生。“这项澳门威尼斯人注册网站研究是不同专业知识融合的一个很好的例子,”该团队的联合领导杨说。

澳门威尼斯人注册网站研究小组还得到了波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪医学院的Ezra Cohen的临床指导,以及儿童医院的一位癫痫模型开发专家的帮助。

Marar说,这种趋同的方法很有帮助。“这个项目包括很多澳门威尼斯人注册谐振器的理论物理学,也包括很多澳门威尼斯人注册神经元的生物学。作为一名生物医学工程师,与这些领域的专家一起工作是件好事。”