Het doel van deze methode is om een middel te bieden voor het produceren van niet-invasieve neuronale laesies in een gericht gebied van de hersenen. De reden voor het ontwikkelen van een dergelijke aanpak is het loskoppelen van neuronale circuits die bijdragen aan neurologische aandoeningen. Bijvoorbeeld, chirurgie kan heel effectief zijn bij de behandeling van bepaalde medisch hardnekkige neurologische aandoeningen, zoals resistente epilepsie (DRE)1. Echter, elk van de beschikbare chirurgische modaliteiten bezitten beperkingen in termen van het produceren van ongewenste bijkomende schade aan de hersenen. Traditionele resective chirurgie kan zeer invasief zijn met het risico van bloeden, infectie, bloedstolsels, beroerte, aanvallen, zwelling van de hersenen, en schade aan de zenuwen2. Alternatieven voor resectief chirurgie die minimaal invasief of niet-invasief zijn, zijn laserinterstitiële thermische therapie en radiochirurgie, die ook effectief zijn gebleken bij het onderdrukken van aanvallen bij DRE. Meer recent, thermische laesies geproduceerd door hoge intensiteit gerichte echografie (HIFU) hebben aangetoond belofte in het verminderen van aanvallen. HIFU is niet-invasief; echter, de behandeling venster is momenteel beperkt tot meer centrale gebieden van de hersenen als gevolg van het risico van thermische schade aan niet-doelweefsel gelegen in de buurt van de schedel. Ondanks dergelijke beperkingen wegen de voordelen van chirurgie vaak op tegen de potentiële risico's. Bijvoorbeeld, hoewel een operatie voor DRE kan produceren bijkomende hersenschade, de gunstige effecten in het onderdrukken van aanvallen en het verbeteren van de kwaliteit van leven meestal prevaleren boven de chirurgische risico's.
De hierin beschreven methode, Precise Intracerebral Non-invasive Guided surgery (PING), werd ontwikkeld met het oog op het loskoppelen van neurale circuits, terwijl bijkomende hersenschade werd beperkt. De methode maakt gebruik van lage intensiteit gerichte echografie in combinatie met intraveneuze injectie van microbellen om de BBB te openen, om een neurotoxine te leveren. Deze aanpak produceert geen thermische laesies aan de hersenen3,,4,,5,,6,7, en de periode van BBB opening kan worden benut om BBB-ondoordringbare verbindingen te leveren aan de hersenen parenchyma. De opening van de BBB is van voorbijgaande aard en kan gericht worden geproduceerd met behulp van magnetische resonantiebeeldvormingsbegeleiding. In onze studies is de periode van BBB-opening gebruikt om een circulerend neurotoxine te leveren aan een gericht gebied van de hersenen parenchyma bij ratten en muizen8,9. Quinolinic acid is een neurotoxine dat goed wordt verdragen wanneer toegediend intraveneus10, intraarterially10, of intraperitoneally8,9,11. Het gebrek aan QA-toxiciteit is te wijten aan de slechte BBB-doorlaatbaarheid, waarvan is gemeld dat het verwaarloosbaar is10. In tegenstelling, directe injectie van QA in de hersenen parenchyma produceert neuronale laesies die sparen naburige axonen12,13. Dus, wanneer circulerende QA toegang krijgt tot de hersenen parenchyma in het beoogde gebied van BBB opening, neuronale dood wordt geproduceerd8,9. De huidige methode produceert dus focal neuronale verlies in een precies gerichte en niet-invasieve manier.