超声波可控制大脑行为决策 治疗毒瘾和抑郁症新

通过将超声波脉冲指向大脑额叶皮层部分，可以影响猕猴在计算机化选择任务中的判断，让它们在两个任务中选择一个。

科技讯 北京时间5月22日消息，据国外媒体报道，在一项最新试验中，科学家将超声波脉冲对准猕猴大脑，从而控制它们的决策判断，这项研究可能有助于人类毒瘾和抑郁症治疗。

通过将超声波脉冲指向大脑额叶皮层部分，可以影响猕猴在计算机化选择任务中的判断，如果该疗法应用于人类，无痛超声波脑刺激可以治疗行为决策障碍，包括：毒瘾和暴食，而不是采用药物或者手术治疗。

该疗法也可用于治疗人类抑郁症、焦虑症等精神疾病，以及慢性疼痛、癫痫等神经系统疾病，大脑疾病应该以有针对性和个性化的方式进行治疗，而不是向患者提供鸡尾酒疗法。但要实现这样的治疗，我们需要一种工具，提供非侵入性、精确和个性化治疗，从而解决每位患者的病情根源，但到目前为止，实现这样的疗法仍有一定的距离。

超声波精确治疗是指无声、高频声波脉冲通过超声波换能器对准大脑，这就像一个超声波“扫描魔杖”。该声波脉冲瞄准大脑神经回路，激活神经元并影响神经元控制的行为。

通过超声波刺激猕猴“额前眼场（FEF）”——控制眼球运动的大脑区域，研究人员发现超声波可以影响猕猴所看到的目标。图中是人类大脑“额前眼场”的所在位置。

超声波是一种高频声波，已经被用于刺激大脑神经元或者神经细胞，之前研究表明，对头部以外的啮齿动物大脑低强度超声波扫描可以刺激神经元，并导致身体其他部位的肌肉运动。

为掌握更多的信息，研究人员让两只猕猴参与一项试验，目前该试验已广泛用于研究选择性行为，在试验中，猕猴观看电脑屏幕中央的一个虚拟目标，然后在屏幕从左至右分别展示目标，一个接一个。

在该试验中，正常情况下猕猴会自然地选择先在电脑屏幕中出现的目标，然而，通过超声波刺激猕猴“额前眼场（FEF）”——控制眼球运动的大脑区域，研究人员发现超声波可以影响猕猴所看到的目标。在灵长类动物中，额前眼场位于额叶皮层——大脑四个主脑叶中最大的一个，它在视觉注意力和眼球运动中发挥着重要作用。

正如每个脑半球控制着身体一侧的肌肉和腺体一样，研究人员发现当超声波瞄准大脑左半球额前眼场时，猴子在试验中可能选择电脑屏幕右侧的目标，同样地，刺激大脑右半球的额前眼场时，猴子可能选择电脑屏幕左侧的目标。

当超声波作用于大脑运动皮层时，未观察到任何影响，运动皮层与自主运动有关，但与感知决策无关。为了进一步测试超声波对大脑的影响，科学家在这项试验中对猕猴给予不同奖励。

研究人员发现当超声波瞄准大脑左半球额前眼场时，猴子在试验中可能选择电脑屏幕右侧的目标，同样地，刺激大脑右半球的额前眼场时，猴子可能选择电脑屏幕左侧的目标。

“猕猴A”选择任何一个目标都会奖励果汁，而“猕猴B”只有选择第一个目标时才会得到奖励。即使“猕猴B”选择了第一个目标而获得奖励，超声波仍然能够控制它选择第二个目标作为最终决定。研究小组称，他们采取的“神经干预”可以用于确定哪些大脑区域与疾病特定症状或者行为条件有关。

该项研究报告表明，超声波会对大脑产生强烈的干扰影响，甚至能够干预人们的行为，而行为干预则是我们最为关心的环节，例如：科学家可以通过超声波纠正人们错误的决策，甚至能够治疗人们双手颤抖。

研究人员创建了一个原型设备，可在人类患者身体上进行治疗，他们计划未来3年内开始对患有严重抑郁症的患者进行首次临床试验，该研究还为“超声波神经调节”在动物和人类的未来应用提供了宝贵经验。

神经元如何工作？

神经元，也被称为神经细胞，是一种“电性兴奋细胞”，它能够通过电信号和化学信号接收、处理和传递信息，它是神经系统的基本要素之一。

为了使人类能够对环境条件做出反应，大脑神经元负责传递来自外界环境的刺激，这样的刺激包括手指在蜡烛火焰上烘烤，上行神经元信号将传递至中枢神经系统，反之，下行神经元刺激手臂，使手指从蜡烛上移除。

一个典型的神经元分为三个部分：细胞体、树突和轴突，细胞体是神经元的中心，它把称为轴突和树突的传递过程扩散至其他细胞，树突通常呈现大量分支结构，分支逐级变薄，轴突很细，可以延伸至较远的区域。

为了做出一个可比较的尺度，一个神经元直径大约是人类头发直径的十分之一，所有神经元都具有电兴奋性，电流脉冲主要抵达树突，经过处理之后进入细胞体，然后沿着轴突移动。

轴突起到电缆的作用，简单地传递信号，一旦电流脉冲到达轴突末端，在神经元轴突突触位置，事情就变得更加复杂了。

神经功能的关键是突触信号传递过程，这部分带电，部分带有化学性。一旦电信号到达突触，神经元就会释放一种叫做神经递质的特殊分子。接下来，神经递质会刺激第二个神经元，触发新一波的电脉冲，这种机制将重复进行。（叶倾城）