2025年8月7日，東南大學孫劍飛研究員、甌江實驗室譚濤研究員、南京大學顧寧院士和深圳先進技術(shù)研究院張志珺教授共同通訊在Neuroscience Bulletin在線發(fā)表題為“Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD”的研究論文，報道了一種通過超順磁性氧化鐵納米顆粒介導的精準磁刺激技術(shù)調(diào)控PVN神經(jīng)元釋放催產(chǎn)素而改善孤獨癥小鼠社交障礙的策略。

 

論文上線截圖

 

針對磁刺激技術(shù)存在的穿透深度不足的問題，研究人員提出應用超順磁性氧化鐵納米顆粒（SPIONs）的磁約束效應來突破磁場限制，該策略采用溫和（<0.1T）且非聚焦的磁場進行刺激，同時利用SPIONs增強靶區(qū)的磁效應，從而克服磁場的固有缺陷。在本研究中，研究人員通過超順磁性氧化鐵納米顆粒（SPION）介導的策略，實現(xiàn)了對室旁核（PVN）的精準磁刺激。

對體外細胞的動態(tài)監(jiān)測結(jié)果表明，SPIONs聯(lián)合磁場可顯著增強Neuro-2a細胞鈣內(nèi)流。隨后，研究比較了重復經(jīng)顱磁刺激（rTMS）聯(lián)合SPIONs與單獨rTMS對N2a細胞鈣離子內(nèi)流的影響。數(shù)據(jù)顯示，相較于單獨rTMS，聯(lián)合SPIONs的rTMS使神經(jīng)元平均ΔF/F0值提升至基線水平的兩倍（圖1B），這表明磁性納米材料的存在能夠增強磁刺激的生物效應。

為了進一步驗證這種精準磁刺激系統(tǒng)（pMSS）的神經(jīng)調(diào)控效應，研究人員采用了超維景生物的微型化雙光子顯微成像技術(shù)記錄10分鐘磁刺激后室旁核興奮性神經(jīng)元的鈣離子動態(tài)變化。結(jié)果顯示，單個PVN神經(jīng)元的鈣瞬變呈現(xiàn)頻率依賴性響應特征，表現(xiàn)為低頻（1Hz）磁刺激引發(fā)顯著神經(jīng)元抑制，而高頻磁刺激則激活PVN神經(jīng)元，且10Hz-pMSS展現(xiàn)出最明顯的激活效應，其峰值ΔF/F0值達到基線水平的近兩倍（圖1H）。這一結(jié)果不僅驗證了SPIONs在腦內(nèi)具有長效穩(wěn)定性及良好細胞攝取率，證實其可安全精準遞送至活體PVN區(qū)域，更揭示了神經(jīng)元激活的頻率依賴性特征，為pMSS實現(xiàn)神經(jīng)元活動的雙向調(diào)制提供了新證據(jù)。