本文圍繞經(jīng)顱聚焦超聲與經(jīng)顱電刺激協(xié)同作用的腦調(diào)控機(jī)制展開(kāi)研究，通過(guò)對(duì) 27 名靜息態(tài)受試者開(kāi)展全腦腦電圖記錄，驗(yàn)證經(jīng)顱電聲刺激可實(shí)現(xiàn)皮層目標(biāo)區(qū)域特異性激活，明確經(jīng)顱聚焦超聲僅具備閾下調(diào)控作用，單獨(dú)使用無(wú)法產(chǎn)生定位特異性神經(jīng)響應(yīng)，同時(shí)澄清其聽(tīng)覺(jué)通路干擾問(wèn)題，為無(wú)創(chuàng)腦調(diào)控技術(shù)提供統(tǒng)一理論框架。

該研究由 Joshua Kosnoff、Colton Gonsisko、Kai Yu 等學(xué)者完成，論文題為 Transcranial focused ultrasound induces source localizable cortical activation in resting state humans when applied concurrently with transcranial electric stimulation，于 2026 年 3 月在線發(fā)表于 Nature Communications 期刊。

重要發(fā)現(xiàn)
01核心科學(xué)問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
研究針對(duì)經(jīng)顱聚焦超聲對(duì)人腦作用機(jī)制不明確的行業(yè)爭(zhēng)議，設(shè)計(jì)三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分別為單獨(dú)經(jīng)顱聚焦超聲、單獨(dú)經(jīng)顱直流電刺激、二者聯(lián)合的經(jīng)顱電聲刺激，以 27 名健康靜息態(tài)人類(lèi)為研究對(duì)象，采用全頭皮腦電圖實(shí)時(shí)采集神經(jīng)電信號(hào)，結(jié)合動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)參數(shù)映射源成像技術(shù)完成皮層源定位分析。實(shí)驗(yàn)采用 500kHz 基頻超聲，設(shè)置 30Hz 與 3kHz 兩種脈沖重復(fù)頻率，統(tǒng)一超聲作用時(shí)長(zhǎng) 500ms、占空比 30%，經(jīng)顱直流電刺激全程保持開(kāi)啟，通過(guò)空間對(duì)照超聲排除聽(tīng)覺(jué)干擾，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)變量以保證結(jié)果可靠性。

創(chuàng)新與亮點(diǎn)
本研究突破經(jīng)顱聚焦超聲單獨(dú)使用無(wú)定位特異性、易受聽(tīng)覺(jué)干擾的成像難題，首次提出經(jīng)顱電聲刺激聯(lián)合成像調(diào)控技術(shù)，依托腦電圖源成像實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、高時(shí)空精度的腦活動(dòng)解析。將超聲機(jī)械效應(yīng)與電刺激閾下調(diào)控結(jié)合，無(wú)需侵入式操作即可定位激活皮層區(qū)域，空間精度達(dá)毫米級(jí)。在光學(xué)生物醫(yī)療領(lǐng)域，為無(wú)創(chuàng)腦功能成像、神經(jīng)調(diào)控治療提供全新技術(shù)路徑，可應(yīng)用于腦疾病診斷、認(rèn)知功能修復(fù)等場(chǎng)景，兼顧成像精準(zhǔn)性與臨床安全性，推動(dòng)無(wú)創(chuàng)生物成像與神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的融合發(fā)展。

總結(jié)與展望
本研究證實(shí)經(jīng)顱聚焦超聲為閾下神經(jīng)協(xié)同調(diào)控手段，與經(jīng)顱直流電刺激聯(lián)合可實(shí)現(xiàn)定位特異性皮層激活，澄清其聽(tīng)覺(jué)干擾爭(zhēng)議。未來(lái)可優(yōu)化超聲脈沖波形、調(diào)控參數(shù)，進(jìn)一步提升經(jīng)顱電聲刺激的空間聚焦性，同時(shí)深入探索人類(lèi)腦內(nèi)壓電離子通道特性，推動(dòng)該技術(shù)在腦科學(xué)研究與臨床神經(jīng)疾病治療中的落地應(yīng)用。

DOI:10.64898/2025.12.03.692212.