随着我国参加人类脑计划,与之相关的神经信息学也亟待发展。神经电流的无损检测和有效进行神经刺激是当前研究的热点和难点。磁声技术因其无损、低成本而备受关注,利用磁声耦合检测神经电流和刺激神经已成为具有巨大发展潜力的研究方向。 在外加磁场存在下,可兴奋神经中的动作电流,受到洛仑兹力,因而发生的压力或组织位移中包含电流信息。基于连续介质和电磁学理论,建立偶极子模型,为磁声耦合检测神经电流提供数学基础,得到此方法分析生物体内和体外电流的能力和限制。在理论分析的技术上,设计实验,检测磁场下模拟的微安到毫安培级的电流和基于神经电缆模型的慢速电流的声响应。实验结果表明,电流和声响应之间线性关系良好,即声响应包含一定的电流信息。 在强稳恒磁场下发射超声波,超声波传播引起可兴奋组织中离子的机械运动,在磁场中由于洛仑兹力作用而产生电流,从而引起神经兴奋。建立在磁场作用下超声刺激神经的模型,仿真实验结果表明超声能有效刺激神经,产生激励电流,引起神经兴奋。这个方法可以刺激毫米直径的区域,避免影响到周围区域。