数十年来，电刺激大脑深部结构的唯一办法是钻开头骨、植入电极。得克萨斯大学奥斯汀分校研发的一款新装置做法几乎与此相反：贴在皮肤上的柔性贴片将聚焦超声送入大脑 7 cm（2.8 英寸）深处，足以到达丘脑底核，并在 28 人参与的试验中切实改变了睡眠。进入快速眼动睡眠（REM）的时间缩短了 43 分钟，快速眼动时长增加了约 16 分钟，其他睡眠阶段没有变化。
这款名为 NEUSLeeP 的装置，全称为非侵入式电生理记录与超声神经调控睡眠贴片，将两项技术集于一件可穿戴设备。其同心圆环超声换能器阵列有 8 个通道，厚度略超过 3 mm（0.12 英寸），通过调整每个圆环的相位，可在深度方向上操控聚焦波束。阵列周围是柔软的凝胶电极，包括 4 个脑电图（EEG）通道以及眼动和肌肉通道，在刺激进行的同时记录睡眠阶段。整个组件重约 103 g（3.6 盎司），借助生物黏附弹性体贴附在皮肤上。
试验瞄准丘脑底核（STN），这一结构在成人脑中位于头皮下方约 72 mm（2.8 英寸）处，最为人熟知的身份是帕金森病深部脑刺激的靶点。这一选择是有意为之：STN 位置很深，正好构成一项严格的检验，看非侵入式超声能否抵达此前只有植入电极才能触及的结构。刺激采用 100 Hz 脉冲，这一频率在早前的先导研究中表现出抑制效应，与临床 STN 深部脑刺激对睡眠的影响一致。
最亮眼的结果来自受试者自身的前后对比：快速眼动潜伏期从平均 177 分钟降至 135 分钟，降幅达 24%；快速眼动占总睡眠的比例从 16.3% 升至 20.9%。这项试验并非检验超声能否治愈失眠，而是证明透过完整的头骨对深部结构进行靶向神经调控，可以改变一种界定明确的生理状态。作者指出，快速眼动占总体睡眠的比例增加了约 4.6 个百分点，超过早前研究中侵入式 STN 刺激所达到的效果，对于一款只接触皮肤的装置来说，这一点颇为引人注目。
工程设计与生理效果同样值得关注。这款生物黏附剂由硅酮弹性体和一种名为 PEIE 的聚合物复合而成，其皮肤黏附力约为基底材料本身的 20 倍，同时还充当声学耦合剂，让超声以极小损耗通过。在睡眠分期所关注的频段内，凝胶电极的阻抗约为商用脑电图电极的一半。在一项独立的验证中，这款贴片仅用 6 个电极进行睡眠分期，与标准的 32 通道临床电极帽相比，Cohen 卡帕系数达到 0.88，接近完全一致。佩戴 8 小时后，贴片造成的皮肤刺激可以忽略不计。
机制问题值得谨慎对待。超声神经调控真实存在，但尚未被完全理解，主流假说认为其作用来自离子通道和细胞膜受到的机械效应，而非直接的电场兴奋。本研究观察到的 100 Hz 抑制效应，与贴片正在影响深部脑刺激所触及的同一类回路这一观点相符，但从声压到睡眠结构改变的生物学链条尚未完全厘清。降额声压为 0.9 MPa（130 psi），高于经颅超声常用的安全阈值，试验在经批准的方案下进行，并接受 DARPA 监督。
选择快速眼动睡眠作为目标指标值得注意。快速眼动有清晰的生理标志，因而可以测量；许多人难以进入或维持这一阶段，从轮班工人到老年人，再到快速眼动模式典型紊乱的抑郁症患者，莫不如此。这项试验并不声称能治疗上述任何一种情况，它展示的是一种技术。不过，一款能够推动大脑深部结构、切实改变睡眠结构的非侵入式可穿戴装置，为研究人员提供了一件新的实验工具，也可能是一件治疗工具，用于应对一类长期难以通过非侵入式手段干预的问题。
这里还有一个现实层面的理由。睡眠测量的金标准多导睡眠监测需要实验室、技术人员和一顶 32 通道电极帽。NEUSLeeP 贴片用 6 个电极、无需实验室即可完成水准相当的睡眠分期，这意味着睡眠研究可以走出诊所、进入家庭，睡眠记录也可以成为一种持续、低成本的监测工具，而不是一晚的即时快照。一款既能测量睡眠又能调节睡眠的可穿戴装置，其意义不止于实验室里的一件新奇之物。
局限属于先导研究的固有局限：28 名受试者、单一靶点结构，结果只确立可行性而未确立临床获益。效果是否会随反复使用而持续，是否适用于失眠患者而非仅仅是健康睡眠者，以及能否触及更深或更靠外侧的结构，这些都是悬而未决的问题。这项试验证明的是，非侵入式脑调控的工具箱变大了：贴在太阳穴上的一块贴片，如今至少能以缩微的形式完成过去需要手术室才能做到的事。
婷 翻译
Sources: Tang, K.W.K., Baird, B., Moscoso-Barrera, W.D. et al. Skin-attached bioadhesive patch enabling ultrasound deep brain stimulation and real-time electrophysiological monitoring for REM sleep enhancement. Nature Communications 17, 5570 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-73787-6.