Acta Biomater丨超声+纳米颗粒，实现大脑无线调控！山大王永慧/仇吉川合作揭示帕金森调控新疗法

帕金森病离我们并不遥远，生活中不少老人会出现手抖、行动迟缓、记性变差的情况，传统深部脑刺激需要手术植入电极，存在出血、感染风险。

能不能不用植入电极，实现对大脑深部神经的调控，改善帕金森的运动与认知问题？

2026年7月8日，山东大学齐鲁医院王永慧教授与山东大学晶体材料国家重点实验室仇吉川教授团队在《Acta Biomaterialia》上发表研究“Ultrasound-driven piezoelectric nanomaterial platform enables wireless neuromodulation for Parkinson’s disease”。

本文构建超声驱动压电纳米材料平台，实现无线神经调控干预帕金森病。将钛酸钡压电纳米颗粒定向递送至丘脑底核，借助超声促使纳米颗粒产生局部微电信号，调节基底神经节环路，提升纹状体多巴胺释放，保护多巴胺能神经元，改善模型小鼠运动、认知功能，为微创深部脑调控提供新方案。

材料制备、体外与离体验证

团队采用水热法合成四方相钛酸钡压电纳米颗粒（BTNPs）。

结果显示，材料形貌均一，具备压电响应，超声刺激下可输出约 0.8mV 电信号。离体脑片膜片钳结果显示，超声作用下，注射 BTNPs 的丘脑底核神经元发生去极化并产生动作电位，无纳米颗粒的海马 CA1 区神经元无明显响应。设置非压电硅纳米颗粒对照组，仅超声、硅纳米颗粒联合超声均无法有效提升神经元放电频率，证实神经元激活来源于 BTNPs 的机电转换效应，而非超声本身机械效应。

因此，BTNPs在超声驱动下产生约0.8mV电信号，直接激活STN神经元，这是无线神经调控的材料基础。

BTNPs+超声在活体帕金森小鼠中有效吗？

在体电生理结果显示，帕金森模型小鼠丘脑底核存在病理性 β 振荡升高，BTNPs 联合超声干预能够抑制异常 β 振荡，恢复生理 θ 振荡，改善初级运动皮层神经元放电模式。

行为学层面，联合处理组小鼠在旷场、爬杆、转棒实验中运动能力显著恢复，新物体识别、Y 迷宫检测证实认知功能得到改善；单独纳米颗粒或单独超声干预均无显著治疗效果。光纤光度记录表明，BTNPs 联合超声可显著提升运动诱发的纹状体多巴胺释放，重塑黑质‑纹状体通路多巴胺信号。

因此，BTNPs+超声可纠正帕金森小鼠STN异常振荡、恢复运动皮层放电、提升多巴胺释放，同步改善运动和认知功能。

效果确实来自STN神经元激活吗？安全吗？

化学遗传抑制丘脑底核神经元活性后，BTNPs‑超声带来的电生理改善、多巴胺释放提升、行为恢复全部消失，证明丘脑底核神经元活动是该疗法起效的必要条件。

免疫荧光与蛋白印迹检测发现，联合干预组丘脑底核 c‑Fos 阳性神经元增多，黑质区酪氨酸羟化酶表达上调，多巴胺能神经元得到保护。体外细胞实验显示 BTNPs 细胞毒性低；脑组织 H‑E、尼氏染色、小胶质与星形胶质细胞标记染色证明，纳米颗粒颅内注射结合超声不会造成明显组织损伤与过度神经炎症，具备良好生物相容性。

因此，抑制STN可完全消除疗效；BTNPs+超声保护多巴胺能神经元，且生物安全性良好。

全文总结

该研究制备四方相钛酸钡压电纳米颗粒，通过立体定位注射递送至丘脑底核，依靠超声驱动压电效应产生局部微电信号，在 MPTP 诱导帕金森小鼠模型上开展实验。

研究证实该无线神经调控手段可纠正基底神经节环路异常电活动，增强运动诱发纹状体多巴胺释放，保护多巴胺能神经元，改善小鼠运动与认知缺陷；借助非压电材料对照、化学遗传手段明确作用靶点，同时完成材料生物安全评估，为帕金森病微创深部脑神经调控提供新的材料学策略。

小编寄语：

在日常生活里，帕金森带来的行动迟缓、记忆减退，给很多老年人与家属带来沉重负担。现有的脑刺激疗法虽效果明确，但手术植入的风险让不少患者望而却步。

这项研究把纳米材料和超声技术结合，在动物模型上实现无需植入电极的深部脑调控，兼顾运动与认知症状改善。当然目前还处在动物实验阶段，距离临床应用还有很长的路要走，但它为脑疾病的微创治疗开辟了一条新路径，期待后续研究继续推进，未来可以切实造福病患。

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2026.07.010

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