研究新知

穿顱式聚焦超音波調控大鼠下視前額皮質
可有效防止甲基安非他命場地制約偏好行為復發

2024／05 鄭閔軒助理、陳慧諴研究員

近年來，穿顱式聚焦超音波(transcranial focused ultrasound, FUS)技術，引起了廣泛關注。相較於穿顱式直流電刺激的侵入性和經顱磁刺激對深層腦區的限制。穿顱式聚焦超音波為非侵入性刺激特定神經並深及深層腦部的技術。對於神經和精神疾病的治療更具有優勢。

本院神經及精神醫學研究中心的陳慧諴研究員團隊與國立清華大學生醫工程與環境科學系的葉秩光研究團隊與攜手合作，評估低強度穿顱式聚焦超音波進行神經調控是否具有防止甲基安非他命成癮行為再犯的潛力。該研究使用了場地制約偏好模型（conditioned place preference）檢測大鼠在進行超音波聚焦於下視前額皮質（infralimbic cortex）進行神經調節後，對於甲基安非他命制約偏好行為復發的效果。選定調節下視前額皮質是因為先前有研究發現腦部深層電刺激這個腦區後，對於古柯鹼覓藥行為的復發明顯降低。

圖一、穿顱式聚焦超音波標的下視前額皮質腦區示意圖。

藥癮涉及具有酬賞刺激的物質和周圍環境背景的聯結，因此被視為一學習與記憶的歷程。一旦成癮者接觸到藥物相關線索後，往往會出現強烈的渴求，也就是無法自制的想要使用藥物的心理狀態。制約場地偏好是以古典制約為基礎的實驗模型，是一個研究藥癮記憶的常用模式。在大鼠甲基安非他命制約場地偏好中，經歷數次制約訓練後，大鼠會將甲基安非他命刺激所產生的藥物欣快刺激感與所待之環境產生記憶聯結，因而在沒有藥物刺激情況下會對藥物聯結的環境產生偏好；而後經歷消除訓練，用以抑制原先藥物感受-環境制約記憶，偏好行為逐漸消失。當再次給予大鼠甲基安非他命，又會誘發其對藥物制約的環境產生偏好的行為，稱作復發。防止藥物相關線索誘發的渴望和復發傾向，是成癮研究的重要目標。

研究結果發現，利用低強度超音波聚焦於下視前額皮質進行神經調節可以顯著減緩甲基安非他命制約場地偏好模型中場地制約偏好行為的復發表現。更進一步透過聲場式掃描（acoustic field scanning），c-FOS組織免疫染色，Evans blue染色，以及運動活性測試（locomotor activity test），確認施予穿顱式聚焦超音波以未損害腦組織以及不影響大鼠活動能力的情況下，精準的活化下視前額皮質區域。本研究結果發表於Neurotherapeutics. 2024 Feb 13;21(3):e00328. doi: 10.1016/j.neurot.2024.e00328.

本研究結果顯示，穿顱式聚焦超音波神經調控有效防止甲基安非他命誘發的場地制約偏好行為復發，並且明確指出下視前額皮質區域是超音波治療成癮的有效標靶，顯示穿顱式聚焦超音波神經調控在治療甲基安非他命成癮方面具有潛力。未來將嘗試使用超音波作為一種長期治療工具，即多次施予超音波療程，觀察是否對成癮復發行為有持續性的效果。這項研究結果為開發更有效的甲基安非他命成癮治療方法提供了重要的參考和方向。隨著技術的不斷進步，穿顱式聚焦超音波神經調控有望在未來成為治療甲基安非他命成癮的利器。

圖二、 低強度穿顱式聚焦超音波神經調控 ，能有效抑制甲基安非他命場地制約偏好行為的復發。