今(7)日，陽明交大電機學院生醫工程所江柏翰助理教授研究團隊，利用磁場以及奈米技術，成功開發真正的「無線」刺激腦神經，為全世界第一個成功做到「不需要基因轉殖的磁機械深層腦刺激」(transgene-free magnetomechanical deep brain stimulation)的研究團隊，未來有望能夠應用於治療阿滋海默症、原發性顫抖症、自閉症或其他需要調控深層腦神經的疾病。研究成果已發表於《自然》(Nautre)的子期刊《通訊生物學》(Communications Biology)。

江柏翰說明，這項被稱為磁機械深層腦刺激的技術，是利用不斷變換的低頻弱磁場使奈米磁盤產生振動，這個振動的機械力能刺激活化腦神經。

國外類似的技術往往需要透過病毒等基因載體，在腦神經中殖入特殊的機械力敏感離子通道，進而達到活化腦神經。研究團隊率先發現不需要基因轉殖，只要透過調整磁場條件，即可活化腦神經自身的離子通道，是這項技術最大的突破。

陽明交大團隊也進一步證明了這項技術可以無線刺激活化清醒小鼠的腦神經。



陽明交大表示此技術具有四大優點，第一，其不需要基因載體，可免除基因轉殖技術的潛在副作用疑慮；第二，此技術的生物相容性極佳，團隊合成奈米磁盤的原料，與臨床應用的奈米氧化鐵顆粒相同，奈米磁盤的大小也比神經元小40倍。

第三，此技術不需要植入大型的電極或光纖至腦內或是皮下，甚至不需要於頭皮上連接任何的裝置，依靠低功率磁場即能遙控神經活動，達到真正的無線神經刺激。

第四，此項技術的設備成本很低，例如傳統的穿顱磁刺激(Transcranial magnetic stimulation, TMS)需要非常強大的磁場與昂貴的設備，但只能刺激淺層的皮質神經。團隊研發的磁機械刺激，只需要比TMS小20倍的磁場以及平價的設備，就能刺激最深層的腦神經。

江柏翰表示，刺激深層腦神經常用於治療阿茲海默症及其他神經性疾病，但是傳統的深層腦刺激都需要埋入電擊到腦組織中，不僅對於腦組織會造成損傷，也會形成一定程度的風險。

全世界的科學家都在努力尋找一個可以替代使用電擊的無線深層腦刺激方法，包括電刺激、光刺激、超音波刺激、以及磁場刺激。其中，磁場遙控技術被認為是無線刺激最好的物理手段。因為不需要在腦中植入電極、不需要在頭上連接任何的裝置，且磁場的刺激在穿透至深層組織時，不會因為骨頭、組織及空腔造成反射、散涉及折射，因此脫穎而出成為重要的方法。

陽明交大表示，江柏翰是國科會愛因斯坦計畫得主，也是全國第一個將磁遺傳學及磁機械腦神經刺激技術帶回國研發的學者。

論文：https://www.nature.com/articles/s42003-022-04124-y

(報導/劉馨香)