Adv Sci | 利用磁機(jī)械力激活神經(jīng)通路：遠(yuǎn)程無(wú)創(chuàng)調(diào)控改善帕金森運(yùn)動(dòng)功能

帕金森病讓很多老人手腳發(fā)抖、僵硬、走路困難，嚴(yán)重影響日常生活。現(xiàn)有的藥物時(shí)間久了效果會(huì)變差，傳統(tǒng)的腦部電刺激治療又需要做手術(shù)、植入電極，創(chuàng)傷大、風(fēng)險(xiǎn)高，不少患者無(wú)法承受。為了找到更安全、微創(chuàng)、不用開(kāi)刀也能精準(zhǔn)調(diào)節(jié)大腦活動(dòng)的新方法，這項(xiàng)研究利用遠(yuǎn)程磁機(jī)械神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，在自由活動(dòng)的小鼠身上探索緩解帕金森癥狀的新機(jī)制，希望為患者帶來(lái)更溫和、適用更廣的治療方式。

基于此，2026年4月7日，荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)Sarah-Anna Hescham研究團(tuán)隊(duì)在《Advanced Science》雜志發(fā)表了題為“Remote Magnetomechanical Neuromodulation Uncovers Therapeutic Mechanisms for Alleviating Parkinsonian Symptoms in Freely Moving Mice”的研究工作，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程磁機(jī)械神經(jīng)調(diào)控揭示了在自由移動(dòng)小鼠中緩解帕金森癥狀的治療機(jī)制。

該研究采用生物相容的磁鐵礦納米盤(pán)，在低頻交變磁場(chǎng)下產(chǎn)生微小機(jī)械扭矩，無(wú)需基因修飾即可激活細(xì)胞機(jī)械感覺(jué)通路、可逆調(diào)控神經(jīng)活動(dòng)。體外與離體實(shí)驗(yàn)證實(shí)其快速神經(jīng)調(diào)控效果，研究者將這種磁機(jī)械刺激用于小鼠丘腦底核，不僅能遠(yuǎn)程控制野生型小鼠運(yùn)動(dòng)，還可顯著改善帕金森模型小鼠的運(yùn)動(dòng)功能。這項(xiàng)技術(shù)無(wú)創(chuàng)、無(wú)電極、臨床兼容性好，融合納米工程與機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)，為微創(chuàng)腦深部刺激療法提供了新路徑，適合門(mén)診應(yīng)用及無(wú)法接受傳統(tǒng)腦起搏器手術(shù)的患者。

圖一 MNDs 無(wú)毒性、可調(diào)控神經(jīng)活動(dòng)

作者通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明，這種磁鐵礦納米盤(pán)（MNDs）可在磁場(chǎng)作用下，利用機(jī)械力打開(kāi)細(xì)胞的鈣離子通道，激活神經(jīng)元，且對(duì)細(xì)胞安全無(wú)毒。

實(shí)驗(yàn)將人胚胎干細(xì)胞分化的神經(jīng)元與 MNDs 共同培養(yǎng)，再施加低頻交變磁場(chǎng)刺激。結(jié)果顯示，只有同時(shí)加入 MNDs 并給予磁場(chǎng)刺激時(shí)，細(xì)胞才會(huì)出現(xiàn)明顯的鈣離子熒光增強(qiáng)；對(duì)照組、不加 MND 或阻斷機(jī)械敏感通道后，均無(wú)此反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)還證實(shí)，這些神經(jīng)元上存在相關(guān)機(jī)械敏感通道，且磁刺激不會(huì)造成細(xì)胞損傷；MNDs 在使用濃度下不影響細(xì)胞增殖，無(wú)明顯細(xì)胞毒性。

這些結(jié)果說(shuō)明，MNDs 生物相容性好，可通過(guò)磁機(jī)械力安全、有效地激活神經(jīng)元的機(jī)械敏感通道。

圖二 活體驗(yàn)證：MNDs可安全調(diào)控小鼠運(yùn)動(dòng)功能

隨后，作者在活體小鼠上進(jìn)一步驗(yàn)證：將納米盤(pán)精準(zhǔn)注射到大腦丘腦底核（帕金森治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)）。

1–2 周后施加磁場(chǎng)刺激，結(jié)果顯示：小鼠在轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)中的停留時(shí)間明顯延長(zhǎng)，平衡與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力顯著提升；

步態(tài)分析也證實(shí)，步幅、身體穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)性得到改善。同時(shí)，整個(gè)過(guò)程未引發(fā)明顯免疫反應(yīng)，注射區(qū)域無(wú)異常炎癥，證明該方法在活體腦中具有良好的生物相容性與安全性。

圖三 磁機(jī)械DBS具有臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值

隨后，作者在帕金森病小鼠模型中測(cè)試了該療法的實(shí)際治療價(jià)值。

通過(guò)構(gòu)建偏側(cè)帕金森小鼠，將納米盤(pán)精準(zhǔn)注射到丘腦底核。結(jié)果顯示，磁深部腦刺激可顯著改善小鼠在轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力；

步態(tài)分析也證實(shí)，步幅、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)平衡等多項(xiàng)指標(biāo)明顯提升，且不會(huì)引發(fā)焦慮等異常情緒。

結(jié)果還表明，磁刺激這一手段會(huì)激活大腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)環(huán)路，這樣會(huì)讓小鼠的運(yùn)動(dòng)功能得到顯著恢復(fù)。

也就是說(shuō)，該療法是一種具有臨床應(yīng)用前景的新策略。

總結(jié)

這項(xiàng)研究為帕金森病的治療提供了全新療法，無(wú)創(chuàng)、無(wú)電極的特點(diǎn)更貼近臨床實(shí)際需求。同時(shí)，它避開(kāi)了傳統(tǒng)腦起搏器創(chuàng)傷大等帶來(lái)的副作用問(wèn)題，也為將來(lái)在門(mén)診開(kāi)展神經(jīng)治療方案提供了重要的基礎(chǔ)。

文章來(lái)源：

https://doi.org/10.1002/advs.75097

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