大脑是一个要塞，是身体的中央指挥中心，由血脑屏障保护。这个血管和组织网络充当一个生物门卫，一个选择性过滤器，防止血液中有害物质进入大脑复杂的生态系统。
这种保护是有代价的。虽然血脑屏障允许一些物质进入——比如水、氧气、由非常小的分子构成的全身麻醉剂——但它也阻止了许多重要的治疗药物到达大脑，从而限制了神经问题的治疗选项。
但是，由佐治亚理工学院生物医学工程师Costas Arvanitis领导的一个国际研究团队正在用一种结合了微泡——微小的充满气体的球体——和超声波技术的方法来应对这一挑战。他们的创新方法旨在暂时打开血脑屏障，允许药物或免疫细胞进入，对抗疾病，为正在与诸如脑癌或阿尔茨海默病等疾病作斗争的患者提供治疗希望。微泡的直径小于人类头发，它们的壳是由脂质或蛋白质制成的。在医疗保健领域，它们经常被用来帮助增强超声波的可见度，作为对比剂，照亮体内细节。超声波使用高频声波创建图像。当微泡暴露在聚焦的超声波下时，它们会迅速膨胀和收缩。这种温和的机械力摇动了围绕大脑的保护屏障，创造了一个可以让援助通过的小开口。
研究人员使用实验鼠进行了研究，但首先使用数学模型模拟了微泡在脑血管中的动态。他们识别出了增强微泡运动的共振频率，并探讨了频率、微泡动力学和大脑炎症反应之间的相关性。
他们的模型和后来的实验表明，特定的超声波频率可以增强免疫细胞的移动并增加药物在脑瘤中的积累。他们还发现，虽然较高的超声波频率在打开血脑屏障方面是有效的，但也伴随着脑内皮细胞上炎症标志物表达的增加——这是一个重要的发现，因为过度的炎症可能会给患有神经系统疾病的患者带来更多的并发症。
