Nature Materials | 斯坦福大学：一种基于超声波扫描的活体光源

Nature Materials | 斯坦福大学：一种基于超声波扫描的活体光源 

斯坦福大学联合多所高校在《Nature Materials》发表研究，研发出一种基于超声波扫描的无创活体光源，有效解决传统光遗传植入创伤、靶点固定、深层穿透不足等痛点。该技术将力致发光纳米转导器（MLNTs）通过静脉注射入体内，依靠血液循环遍布全身，再利用聚焦超声作为可控扫描激发源，在活体组织内部定点产生可见光，精准激活光敏感神经元。

研究制备出粒径30–110 nm的发光纳米颗粒，在超声机械应力作用下发射490 nm可见光，完美适配光遗传常用光敏蛋白。团队通过调控超声频率，实现0.18–2.1 mm可调空间分辨率，依托压力阈值形成自聚焦效果，进一步提升定位精度。实验证实该技术可在大脑、脊髓、肌肉等血管富集区域动态发光，无明显热干扰。

研究在自由活动小鼠佩戴轻量化超声探头，精准调控纹状体神经通路，成功诱导特异性旋转行为，通过电生理与免疫染色验证神经元激活有效性。该方式无需植入光纤，可全身三维动态扫描靶向，大幅降低组织损伤。目前该技术仍存在纳米颗粒半衰期短、长期生物安全性待验证、超声穿透深度受限等问题。

此项成果首次实现自由哺乳动物无创全域光遗传调控，为神经环路研究、脊髓康复、神经疾病治疗及光控精准医疗提供全新无创技术平台。