用超聲波治療帕金森癥的試驗。圖片來源：加拿大日溪健康科學中心

科技日報記者?劉霞

超聲波掃描檢查是人們最熟悉的一種妊娠期使用的非侵入性成像技術。據英國《新科學家》雜志網站報道，科學家們正在開展多項臨床試驗，將超聲波作為治療各種疾病的強大新工具，從摧毀癌癥腫瘤到消除身體脂肪，從緩解背痛到對抗抑郁等。

多才多藝

20世紀40年代和50年代，美國伊利諾伊大學的威廉·弗萊和弗蘭西斯·弗萊就發現超聲波也可作為手術工具。兄弟倆開發了一種設備，可將超聲波從多個方向聚焦到組織內某個點上，由此產生的局部熱量破壞了目標部位的細胞，同時使周圍組織免受傷害。

20世紀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癥狀，并取得了一些成功。20世紀后期，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，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（在處理情緒中發揮作用）的HIFU可幫助治療強迫癥。

20世紀50年代末，弗萊兄弟發現，調低超聲波強度時，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）應用于貓的大腦中與視覺有關的區域，會暫時降低其對光的反應能力。2010年，美國亞利桑那州立大學威廉姆·泰勒團隊發現LIFU可在不植入電極的情況下精準刺激大腦區域的神經元。

研究人員還利用LIFU調整腦細胞的行為，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打開了人體血腦屏障；美國亞利桑那州立大學杰夫瑞·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退行性疾病。

逆轉衰老

科學家們認為，LIFU可恢復腦細胞的活力，并逆轉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，發現了預期的效果，他們正在考慮在老年人身上試用這項技術。

美國得克薩斯大學醫學分院米歇爾·希茨團隊也作出了同樣有趣的發現：將衰老老鼠暴露在低頻超聲波下，其會表現得更像年輕老鼠，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節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。

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生如此顯著的結果感到困惑。

希茨認為機械力很重要。當低強度超聲波“沖刷”細胞時，會在組織內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，恢復正常行為。

研究人員指出，超聲波的治療效果能持續多久也是一個問題。目前的許多研究表明，這種影響會持續一到兩個小時，但要想應用于臨床，需要更持久的效果。