北京10月10日電（記者張佳欣）根據最新一期《自然·奈米技術》雜誌報道，美國麻省理工學院的研究人員開發了一種新型磁電奈米圓盤，為非侵入性刺激大腦提供了一種新方法，有望取代傳統的植入式或基因改造療法。
腦部深部電刺激術（DBS）透過在目標大腦區域植入電極來治療帕金森氏症和強迫症等神經和精神疾病。儘管其療效顯著，但DBS的手術難度和潛在併發症限制了這種侵入性手術的應用範圍。
新型磁電奈米圓盤則提供了一種更溫和且非侵入性的方式來達到類似的效果。這些奈米圓盤由雙層磁性核心和壓電外殼組成，直徑約250奈米，僅為人類頭髮絲寬度的1/500。它們可以直接注射到特定的大腦區域，並透過體外施加磁場隨時激活。磁性核心具有磁致伸縮性，這意味著它在磁化時會改變形狀。
圓盤形狀是其高效率的關鍵因
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素之一。之前使用的球形磁性奈米顆粒的磁電效應非常微弱。而圓盤形狀具備的各向異性使磁致伸縮效應增強了1000倍以上。
在實驗中，研究人員首先將奈米圓盤添加到培養的神經元中，並利用磁場短脈衝按需活化這些細胞。這種刺激不需要任何基因改造。隨後，他們將一小滴磁電奈米圓盤溶液注射到小鼠大腦的特定區域。只需開啟附近的較弱電磁鐵，即可觸發顆粒在該大腦區域釋放微弱的電擊。透過切換電磁鐵，可以遠端開啟和關閉這種刺激。
磁電奈米圓盤能夠刺激與獎賞感受相關的大腦深部區域，即腹側被蓋區。此外，研究人員還刺激了與運動控制相關的另一個大腦區域，即丘腦底核，這是帕金森氏症患者通常植入電極的位置。結果表明，研究人員成功調節了運動控制，甚至能夠在健康小鼠的大腦一個半球注射奈米圓盤後，使用磁場誘導小鼠旋轉。
這項創新技術不僅為神經疾病的治療提供了新的可能性，也為未來的非侵入性腦科學研究開闢了新的途徑。
