香港理工大学研究人员证明了低频超声波可以打开来自细菌的机械敏感通道MscL，将MscL选择性表达在特定神经元上，可以增加所选择神经元对超声波的敏感度，从而利用较低的超声波强度实现对其的控制。8月18日，论文在线发表于《细胞—报告》。研究人员表示，该进展实现了小鼠大脑中的无损精准神经调控。
　　光遗传学是一种利用光进行精准神经调控的新技术，基本原理是——将光敏感通道蛋白选择性地表达在特定的神经元中，然后通过特定波长的光照实现神经元活动的快速控制。然而，颅骨和脑组织对光的散射严重，导致光在脑中的聚焦变得困难。通常的做法是利用光纤将光能量导入需要刺激的脑组织中，但在脑中插入光纤是一个有损的过程，因此限制了其在很多场合中的利用。
　　超声遗传学模仿光遗传学技术，将超声波敏感蛋白表达在特定的神经元中，然后利用超声波实现对特定神经元的激活。相比于光，它具有很好的穿透能力，可以到达人脑中最深的区域；相比于磁场，超声波具有较高的空间分辨率，可以被聚焦在毫米级的脑区。
　　新研究中，研究人员选择了MscL作为目标，证明超声波可以打开MscL，选择性地在MscL过表达细胞中引发钙离子内流。在神经细胞中过表达机械敏感通道，可以提高其对超声波的敏感度，从而用更低的超声波能量激活所选择的细胞，而没有机械敏感通道过表达的细胞则不会被激活。
　　研究人员利用腺病毒，将MscL过表达在元代培养的神经元细胞中，用钙离子成像，证明了这些神经细胞表现出了对超声波更高的敏感性。
　　研究人员还将MscL表达在小鼠的M1区域，利用EMG表征其刺激效果。结果发现超声波激活MscL具有空间靶向性，表明超声遗传学可以无损地、选择性地激活深脑区神经元。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108033