經顱聚焦超聲（tFUS）對人腦的影響尚不明確。目前，該領域對于tFUS是否能閾下調節(jié)大腦對其他刺激的興奮性、是否能獨立產生閾上神經刺激，以及是否具有空間特異性的非聽覺誘發(fā)效應存在爭議。經顱直流電刺激（tDCS）雖無創(chuàng)，卻受限于空間精度不足。

3月10日，卡內基梅隆大學團隊在《Nature Communications》發(fā)表的最新研究，帶來了經顱電聲刺激（tEAS）解決方案，通過tFUS與tDCS的協(xié)同作用，首次在靜息狀態(tài)人類大腦中實現(xiàn)靶向皮層的精準激活，徹底破解單一模態(tài)的局限。

研究對27名靜息狀態(tài)健康受試者開展實驗，探究經顱聚焦超聲（tFUS）、經顱直流電刺激（tDCS）及二者聯(lián)合的經顱電聲刺激（tEAS）的皮層激活效應。

經顱電聲刺激（tEAS）研究方案

■tFUS角色：作為 “精準導航員”，以500kHz基頻、毫米級空間精度聚焦靶向皮層（本研究中為左側運動皮層ROI），通過開放機械敏感離子通道發(fā)揮亞閾值調制作用——不直接引發(fā)神經元放電，但降低其激活閾值；

■ tDCS角色：作為 “動力放大器”，通過高清電極陣列施加亞閾值直流電（陽極/陰極可調），使靶向區(qū)域神經元膜電位發(fā)生極化，向動作電位閾值靠近；

■ 協(xié)同效應：亞閾值的tFUS調制與tDCS極化結合，讓神經元達到動作電位閾值，產生超閾值激活，實現(xiàn)靶向區(qū)域的特異性響應，而單獨使用任一技術均無法達成。

tEAS誘發(fā)可定位的皮層反應

tFUS誘發(fā)顯著的聽覺激活

單獨使用tFUS或tDCS均無法產生靶向位置特異性激活，僅tEAS可誘導顯著的半球特異性外源反應，且興奮性/抑制性tEAS能導致EEG極性顯著變化；tFUS本身主要引發(fā)全腦聽覺相關激活，其靶向位置特異性效應為亞閾值調制，而非超閾值刺激，該結論被改良的霍奇金-赫胥黎模型驗證，為tFUS的神經調控機制提供了統(tǒng)一框架。

DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69853-8

來源 | 超聲前沿

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