4月16日上午,中科院深圳先进技术研究院孟龙研究员应邀前来南京大学近代声学教育部重点实验室做学术讲座,讲座题目为“生物医学超声与脑机接口”,讲座在教102报告厅举行,由刘晓宙教授主持,共60余名硕士、博士研究生参加。
超声操控的核心机制,在于利用声波与微粒间动量及能量交换所产生的声辐射力。通过精准调控声场参数,该技术能够对微纳尺度的生物单元实现非接触式操作,尤其适用于生物体系中细胞、蛋白质及药物载体的精准操控,近年来正逐渐成为生物医学领域的研究热点。
讲座伊始,孟老师聚焦超声操控的基本原理,系统梳理并构建了声波-物质相互作用的理论框架,深度解析了声辐射力与声流效应在微观尺度下的动态耦合关系,并明确指出“参数可编程”特性赋予了超声声场极高的调控灵活性,是超声操控的一大核心优势。
接着,针对微尺度下声场精准控制难、操控效率低的核心技术瓶颈,孟老师系统介绍了团队在声场构建与微观生物操控层面取得的多项底层突破,包括新型超声辐射力发生器、超窄声束细胞分选技术、高精度单平面声场重建算法,以及声控“智能”免疫细胞等系列核心技术,展示了团队从基础理论研究到临床应用转化的全链条创新成果。
最后,孟老师重点分享了无创神经调控这一前沿科研成果。相较于传统脑深部电刺激技术需开颅植入电极、创伤大等固有局限,超声作为无创、精准替代方案,具有巨大的临床潜力。孟老师指出,超声辐射力能够无损穿透复杂多层介质,精准聚焦于脑部特定区域以诱发神经元放电活动;在小鼠活体实验中,超声不仅成功诱发了肢体、尾巴等部位的精确运动,且其刺激精度远优于传统技术。上述研究拓展了超声操控技术的功能边界,为生物医学超声与脑机接口的融合发展提供核心技术支撑,有望成为疾病早期诊断与精准治疗的革新性工具。
讲座结束后,同学们围绕超声操控技术未来的发展趋势及该技术在医学领域的应用前景等问题展开了热烈的讨论,孟老师耐心解答了同学们的疑问。本次报告系统梳理了超声操控领域最前沿的学术成果和技术突破,为推动该领域的理论研究和应用创新提供了宝贵的学术启发,激发了大家对该领域的探索热情。
孟龙,博士生导师,研究员,国家青年科学基金A类项目获得者,现为中国科学院深圳先进技术研究院医工所常务副所长、脑机接口研究中心主任。2012年于中国科学院大学获博士学位,师从郑海荣院士。主要从事生物医学超声与超声脑机接口的研究工作,在复杂介质中的声场构建、超声辐射力调控及其生物医学应用方面取得了系统性创新成果。担任中国声学学会理事、中国声学学会物理声学分会、生物医学超声工程分会副主任委员,Ultrasonics杂志编委。在Science Advances、Nature Chemical Biology、美国声学学报等杂志上发表SCI论文90余篇,授权发明专利25项目,其中美国专利5项,8项实现产业化。主持国家科技重大专项(首席)、国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家青年科学基金A类、B类项目。获得广东省技术发明一等奖,深圳市自然科学一等奖。