目前，心臟起搏器和腦深部刺激電極等設備必須通過手術植入患者體內。然而，根據一項新的研究，這種植入物有朝一日可能會被由超聲波激活的細胞所取代。
早在2015年，來自加州索爾克生物研究所的研究人員就曾表明，當一種被稱為TRP-4的蛋白質被添加到蛔蟲Caenorhabditis elegans的神經元中時，這些神經元可以通過外部應用的超聲波脈衝被激活。首席科學家Sreekanth Chalasani副教授將該技術稱為 “聲遺傳學”。
但不幸的是，人們發現TRP-4對哺乳動物的細胞沒有這種效果–這意味着該技術無法應用於人類。
考慮到這一點，Chalasani及其同事開始在一種叫做HEK的人類研究細胞上嘗試近300種不同的蛋白質。他們最終發現，一種天然存在的蛋白質–名為TRPA1–使HEK細胞對7-MHz頻率的超聲波產生反應，這被認為是安全的。
為了看看這種蛋白質是否對其他類型的哺乳動物細胞起作用，研究人員利用基因療法將人類TRPA1的基因添加到活體小鼠大腦中的特定神經元組中。當這些小鼠被暴露在一陣陣的超聲波中時，唯一被激活的神經元是那些具有TRPA1基因的神經元。
現在研究人員希望最終能夠將TRPA1基因添加到人類患者的心臟和大腦（以及其他地方）的細胞中。當被外部超聲波發射裝置激活時，這些細胞可以起到與心臟起搏器或大腦植入電極相同的作用，這些電極目前被用來治療癲癇和帕金森病等疾病。
科學家們現在正在研究TRPA1感知超聲波的精確方式，目的是調整蛋白質以提高其敏感性。他們還在尋找能使細胞對超聲波失活的蛋白質。
關於這項研究的一篇論文最近發表在《自然-通訊》雜誌上。