人类初级视觉皮层与初级听觉皮层的经颅超声神经调控

本研究将评估低强度经颅聚焦超声（tFUS）对健康成年志愿者大脑活动的影响。 经颅超声是一种非侵入性技术，通过颅骨向大脑的小型目标区域传递声能。 与其他形式的非侵入性脑刺激不同，超声能以毫米级精度到达大脑深层和浅层结构。

经颅超声目前正被探索作为神经和精神疾病的潜在治疗方法，包括慢性疼痛、成瘾和抑郁症。 然而，对于增加或减少人类大脑活动的最佳刺激参数尚未明确确立。 本研究的目的是确定哪些超声脉冲参数能在人类大脑皮层中产生可测量的兴奋或抑制大脑活动。

研究将聚焦两个大脑区域：初级视觉皮层和初级听觉皮层。 选择这些区域是因为刺激这些区域可能产生感知体验，例如看到闪光或听到音调。 这些感知报告与大脑记录相结合，使研究人员能够直接评估超声如何影响神经活动。

参与者将完成三次访问。

在访问1期间，参与者将进行知情同意、视觉或听觉功能的基线测试以及磁共振成像（MRI）。 MRI扫描将用于识别每位参与者的大脑解剖结构，并精确定位刺激目标。

在访问2期间，参与者将在使用脑电图（EEG）记录大脑活动的同时接受超声刺激。 EEG是一种非侵入性方法，测量来自头皮的电信号。 在刺激前将记录对视觉或听觉刺激的基线大脑反应。 然后，在EEG继续记录大脑活动的同时，将短暂爆发式传递超声。 参与者可能会被要求报告在刺激期间经历的任何感觉。 刺激后，将进行额外的EEG记录和行为测试，以评估短期效果。

将以随机顺序测试三种不同的超声脉冲持续时间。 每种刺激条件将由由休息期分隔的短爆发组成。 总刺激时间将受到限制，并在条件之间包含休息间隔。

在访问3期间（至少一周后），参与者将重复行为测试，并进行后续结构性MRI扫描，以确认未发生结构性变化。

本研究中使用的超声强度低于美国食品药品监督管理局（FDA）为诊断超声设定的安全限值。 空间峰值脉冲平均强度（Isppa）和空间峰值时间平均强度（Ispta）将保持在FDA暴露限值以下，即使在考虑颅骨信号衰减之前也是如此。 机械指数（MI）值也将保持在推荐的安全阈值以下。 基于先前涉及数千名参与者的人类研究，严重不良反应的风险被认为非常低。

潜在风险包括暂时性头皮不适、超声凝胶引起的轻度皮肤刺激或短暂的感官效应，如闪光或声音。 尽管在使用这些参数的人类研究中未报告癫痫发作，但超声确实调节大脑活动，存在与其他非侵入性脑刺激方法相似的理论风险。 参与者将在所有程序中被监测。

参与者没有直接的医疗益处。 然而，本研究的结果可能有助于指导基于超声的神经和精神疾病治疗方法的发展，并增进对靶向脑刺激如何影响感官知觉的理解。

收集的数据将包括MRI图像、EEG记录、行为表现测量和参与者报告的经验。 所有数据将根据机构政策进行编码和安全存储。