加州大学洛杉矶分校团队：超声打进丘脑，同一个人身上，两个相邻核团给出了两种行为

结果一句话能说完：打中央丘脑，人整体变慢、走神变多；打丘脑枕，只有对侧视野的注意出问题。

经颅磁刺激的作用深度有限，常规线圈到不了丘脑；所以在健康人身上，丘脑参与觉醒和注意这件事，长期只有相关性证据——fMRI 里看到激活，EEG 里看到同步。

因果证据来自三类对象：动物模型的损毁与电刺激、脑损伤病人、以及植入脑深部电刺激的患者。三类各有各的解释困难：动物和人不一样，病人的脑结构已经改变，DBS 要先开颅。

经颅超声补的正是这个位置：能穿过颅骨，焦点落在几厘米深处，不需要开颅。这篇要检验的假设很具体——中央丘脑（intralaminar 核群及邻近组织）参与觉醒调节；丘脑枕（丘脑后部约三分之一）参与视觉空间注意，且以对侧视野为主。如果假设成立，抑制这两个区域，应该在两套不同的行为任务上留下不同的痕迹。

三个条件，同一个人，隔天做

27 人完成全部流程（37 人入组，10 人中途退出；年龄 23.07±3.33 岁，其中女性 2 人）。三种条件分三天进行，间隔至少 24 小时，并尽量安排在同一时段（相差两小时内），以减少昼夜节律带来的差异。条件顺序在被试间平衡，被试不知道当天做的是哪一种。

假刺激不是关机。换能器照样贴在头上，照样有工作时的声音和触感，只是在换能器和头皮之间插入一块吸声的染色凝胶垫，超声传不进脑。真假两种条件的摆位、流程完全一致，所以被试无法从感受上区分。

靶点：先定在标准空间，再投到个人

在 MNI 标准空间里以 5 毫米半径的球分别标出左侧中央丘脑与左侧丘脑枕，再用 FSL 做线性加非线性配准，把这两个球投到每个人自己的 T1 上；神经导航系统实时显示换能器朝向与靶点的关系。所有被试都打左半球。

参数：通过声学参数配置达成抑制效果

单阵元、固定焦距的球面换能器，工作频率 650 kHz，焦距 80 毫米，孔径 61 毫米。脉冲参数：脉宽 0.5 ms，脉冲重复间隔 10 ms，占空比 5%，重复频率 100 Hz，空间峰值时间平均声强 Ispta 720 mW/cm²，空间峰值脉冲平均声强 Isppa 14.4 W/cm²。照射方案是 10 个循环，每个循环 30 秒照射加 30 秒停，整段共 10 分钟，其中实际照射 5 分钟。

这组参数不是随手选的。此前的啮齿类研究显示，用同样的脉冲参数照射丘脑会提高皮层细胞外 GABA 水平，产生广泛的神经抑制；一项关于超声参数与调控方向的大型汇总分析也指出，唯一与兴奋／抑制系统性相关的参数是占空比，≤10% 通常对应抑制。作者据此把这一组当作抑制性刺激使用。

图 1　原文 Fig. 1。A 一次实验的流程：超声前做 PVT 与 EDT，中间 10 个“30 秒照射／30 秒间歇”循环，超声后再做一遍两个任务；B PVT；C EDT 的 catch 试次与 main 试次；D 脉冲参数；E 两个靶点在标准空间的位置（蓝为中央丘脑，橙为丘脑枕）；F 一名被试的声场仿真，颜色表示声压相对峰值（50%–100%）。

任务：一个测“是否还保持警觉”，一个测“注意放在哪”

PVT（精神运动警觉任务）持续 10 分钟：屏幕中央出现一个黄色毫秒计数器，看到就按键，试次间隔 2–10 秒随机。

EDT（Egly-Driver 任务）同样 10 分钟，每 2 分钟休息 30 秒：屏幕上下各一条白条，其中一端闪现黑色方块作为空间线索，随后目标（白条对比度变化）出现在线索位置或另一侧。

精神运动警觉任务上，中央丘脑条件与其他两个条件分开了，四项指标方向一致：平均反应时比假刺激长 8.56 ms，比丘脑枕长 8.55 ms；最慢的 10% 反应比假刺激长 18.07 ms；反应速度低 0.07 s⁻¹；走神的 OR 为 1.64和 1.54（相对丘脑枕）。假刺激与丘脑枕之间没有差异。

EDT 上，中央丘脑条件的正确率整体下降：所有试次合并 OR 0.73，拆开看，同侧与对侧的有效线索目标都降，反应时没有变化。

两件事值得单独看。第一，“任务内越做越慢”这个经典效应照常出现（平均每分钟慢 1.29 ms），但超声没有改变这个斜率；效应在任务刚开始时就已经存在——第 0 分钟的反应时比假刺激长 7.09 ms（p=0.010）——并保持整个 10 分钟。这更像是把整体水平拉低一档，而不是让人更快疲劳。第二，EDT 上正确率降而反应时不变，意味着被试不是“慢到漏掉”，而是“漏掉了”，同样说明了警觉力的下降。

图 2　原文 Fig. 2。A/D/G/J 为 PVT 四项指标在三种条件下超声前后的个体变化（灰线连的是单个被试的均值）；B/E/H/K 为模型估计的边际均值，误差棒为 95% 置信区间；C/F/I/L 为任务内随时间的变化，带为 95% 置信区间。蓝色为中央丘脑条件，橙色为丘脑枕，灰色为假刺激。

先记住一个前提：所有志愿者都只打左半球的丘脑枕。所以“对侧”就是右边，“同侧”就是左边。

聚焦超声照射，丘脑枕被抑制后，志愿者对右边出现的视觉信号变“钝”了，左边完全不受影响。

具体表现在三种情况里：

1. 只有提示、没有目标（catch试次）

打丘脑枕后，志愿者对右边提示做出反应的比例下降，相当于“无视右边提示”的次数变多了。左边提示没有变化。

2. 提示和目标都在右边（有效线索）

志愿者漏看右边目标的次数变多。提示和目标都在左边时，和对照组没区别。

3. 提示在左边、目标突然出现在右边（无效线索）

志愿者反应明显变慢。反过来，提示在右边、目标在左边时，没有影响。

这三个表现加起来是什么意思？

一句话：不是看不见右边，而是注意力转移的速度，变迟钝了。目标出现在预料中的位置时，反应速度没有变化；只有目标出现在预料之外的位置时，才明显变慢。这正是“转移注意力的成本变高”的典型信号。作者说，这个模式和单侧顶叶受损病人的经典表现一致。

对于结论，我们也要保持严谨：任务里真正关键、能检验这种效应的试次太少。比如“提示在左、目标在右”的试次，每个block平均只有12次左右。数量太少，统计上就不容易得出硬结论。作者自己也承认这一点，建议以后用更长的任务版本再验证，并没有把现有结果说成定论

图 3　原文 Fig. 3。A 全部试次的正确概率；B catch 试次中同侧与对侧线索的“正确拒绝”概率；C 有效／无效线索、同侧／对侧目标的检出率；D 对应的反应时。丘脑枕条件的改变集中在 B 右（对侧线索）、C 第三格（对侧有效线索）与 D 第四格（对侧无效线索）。

作者列了三条限制，另外还有一处边界需要说明。

1、样本绝大多数是男性，27 人里只有 2 名女性。原因是入组要求左侧颞部头发短于 1/4 英寸（约 6 毫米）——换能器要贴在这一侧，头发会带进气泡破坏耦合。

2、单阵元固定焦距换能器，焦点的形状和位置由几何与颅骨决定，不能电子调节。作者承认，投射的焦点可能同时照到靶点邻近的结构，无法完全排除邻近组织被调控的贡献。

3、靶点先在模板空间定好再投到个人，而不是在个体上分割丘脑核团。作者说这样选是为了控制两个条件的声束重叠，代价是投射后的位置可能不在最优处。

这篇的实验设计比结论更值得参考：同一个人、两个相距很近的靶点、两套针对不同功能的任务、带真实听觉与触觉的假刺激。它说明在健康人身上做深部脑区的因果实验是可行的，也把这类实验的软肋——试次数量、靶点投射、旁邻结构——一并摆在了明处。

Hopkins AR, Cain JA, White EA, Abakians SM, Monti MM. Targeting central thalamus with transcranial ultrasound reduces arousal in healthy volunteers. Communications Biology (2026) 9:1403，DOI 10.1038/s42003-026-10637-7

END

作者 | Martin M. Monti 课题组

来源 | Communications Biology

审核 | @脑机学苑

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