應(yīng)用多多
超聲波指20千赫以上的高頻聲波，被廣泛用于醫(yī)學(xué)成像，但它的潛能遠不止于此。
早在20世紀(jì)40年代和50年代，美國伊利諾伊大學(xué)的威廉·弗萊和弗蘭西斯·弗萊就發(fā)現(xiàn)超聲波也可作為手術(shù)工具。兄弟倆開發(fā)了一種設(shè)備，可將超聲波從多個方向聚焦到組織內(nèi)某個點上，由此產(chǎn)生的局部熱量破壞了目標(biāo)部位的細胞，同時使周圍組織免受傷害。
20世紀(jì)60年代初，弗萊兄弟等人開始使用高強度聚焦超聲（HIFU）來靶向并破壞人腦中不健康的組織，以治療帕金森病相關(guān)癥狀，并取得了一些成功。20世紀(jì)后期，研究人員開始探索HIFU能否摧毀動物和人的腫瘤，并開始在眼科手術(shù)中使用它。
如今，除了用于治療前列腺癌等各種癌癥，還有證據(jù)表明HIFU可用于治療背痛以及肥胖癥。
治療抑郁
HIFU是非侵入性的，可精確地擊中目標(biāo)，這種精確性使它能在大腦研究中“大顯身手”。例如，靶向大腦邊緣系統(tǒng)（在處理情緒中發(fā)揮作用）的HIFU可幫助治療強迫癥。
20世紀(jì)50年代末，弗萊兄弟發(fā)現(xiàn)，調(diào)低超聲波強度時，可在不破壞細胞的情況下改變細胞的行為方式。如將低強度聚焦超聲（LIFU）應(yīng)用于貓的大腦中與視覺有關(guān)的區(qū)域，會暫時降低其對光的反應(yīng)能力。2010年，美國亞利桑那州立大學(xué)威廉姆·泰勒團隊發(fā)現(xiàn)LIFU可在不植入電極的情況下精準(zhǔn)刺激大腦區(qū)域的神經(jīng)元。
研究人員還利用LIFU調(diào)整腦細胞的行為，開展了治療抑郁、焦慮、癲癇等一系列疾病的臨床試驗。
對抗腦癌
超聲波不僅可用來操縱細胞，還可用來打開血腦屏障。
血腦屏障會防止血液中的病原體進入神經(jīng)組織，也會將約98%的藥物擋在大腦之外，因此影響了癌癥和阿爾茨海默病的治療。
為此，研究人員將0.5到1微米寬的充滿空氣（或其他氣體）的氣泡注入血液，在氣泡通過大腦血管時使用LIFU使其破裂，產(chǎn)生的沖擊波會暫時破壞血腦屏障，使藥物等進入腦組織。
2015年，加拿大多倫多桑尼·布魯克研究所尼爾·利普斯曼團隊首次使用該技術(shù)打開了人體血腦屏障；美國亞利桑那州立大學(xué)杰夫瑞·科道爾團隊正致力于使用LIFU和微氣泡將基因療法引入大腦，以治療帕金森病。科學(xué)家表示，一旦讓基因療法穿過血腦屏障，就有可能一勞永逸地治療很多神經(jīng)退行性疾病。
逆轉(zhuǎn)衰老
科學(xué)家們認為，LIFU可恢復(fù)腦細胞的活力，并逆轉(zhuǎn)身體其他部位的衰老跡象。高茲團隊借助LIFU打開小鼠的血腦屏障，發(fā)現(xiàn)了預(yù)期的效果，他們正在考慮在老年人身上試用這項技術(shù)。
美國得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分院米歇爾·希茨團隊也作出了同樣有趣的發(fā)現(xiàn)：將衰老老鼠暴露在低頻超聲波下，其會表現(xiàn)得更像年輕老鼠，一只駝背、行動不便的老鼠甚至開始正常活動。
希茨指出，超聲波似乎正在逆轉(zhuǎn)這些動物的衰老，能否在人類身上起同樣作用還有待觀察。他計劃開展一項涉及骨關(guān)節(jié)炎或糖尿病患者的試驗，這兩種疾病都可能與衰老的細胞有關(guān)。
仍待觀察
即便如此，研究人員仍然對LIFU以及更普遍的低頻超聲究竟如何產(chǎn)生如此顯著的結(jié)果感到困惑。
希茨認為機械力很重要。當(dāng)?shù)蛷姸瘸暡ā皼_刷”細胞時，會在組織內(nèi)引起微小的壓力變化，這會影響腦細胞上的一些受體通道，改變細胞的行為和相互交流方式。其他人則認為，衰老的一個主要因素是自噬被阻斷，超聲波似乎以某種方式激活了衰老細胞的自噬途徑，使細胞能清除碎片，恢復(fù)正常行為。
研究人員指出，超聲波的治療效果能持續(xù)多久也是一個問題。目前的許多研究表明，這種影響會持續(xù)一到兩個小時，但要想應(yīng)用于臨床，需要更持久的效果。（記者 劉 霞）
