意识（Consciousness）一直被视为科学界最难攻克的“硬问题”（Hard Problem）：物理形态的大脑物质究竟是如何转化为思想、感官知觉和情感体验的，至今尚无定论。近日，麻省理工学院（MIT）的研究人员在神经科学顶级综述期刊《神经科学与生物行为评论》（Neuroscience & Biobehavioral Reviews）上发表重要论文，为利用经颅聚焦超声（Transcranial Focused Ultrasound, tFSU）探究意识的神经基础规划了系统性的“路线图”。
经颅聚焦超声作为一种新兴的神经调控工具，近年来虽已进入科研视野，但在意识研究领域的应用仍处于起步阶段。该论文合著者、MIT 研究员 Daniel Freeman 表示：“tFSU 允许我们在健康受试者身上刺激以往技术手段难以触达的脑区。它不仅能服务于临床医学或基础科学，更有助于破解意识的‘硬问题’。通过该工具，我们可以精准探测产生痛觉、视觉体验乃至复杂人类思维的神经回路（Neural Circuits）。”
突破非侵入性深部脑刺激的局限
长期以来，对健康个体脑部深层结构的研究面临巨大挑战。除了神经外科手术等有创手段外，人类获取脑深部信息的手段非常有限。现有的非侵入性技术中，磁共振成像（MRI）仅能提供结构或功能影像，脑电图（EEG）记录的是电生理活动，而传统的经颅磁刺激（TMS）或电刺激（TES）在穿透深度与空间分辨率上存在显著短板。
tFSU 技术则实现了突破：它通过头骨发射声波，能将能量聚焦到仅几毫米的目标区域。合著者、MIT 哲学系副教授 Matthias Michel 指出：“目前能够安全、可靠且有效操纵脑活动的方法寥寥无几，tFSU 提供了极具前景的解决方案。”
Freeman 补充称：“这是历史上首次实现非侵入性地、以高空间分辨率调节距离头皮数厘米深的皮层下结构（Subcortical Structures）。过去，这些涉及情绪与认知的深层回路，只有在手术室内才能进行干预。”
锁定因果关系：认知论与非认知论之争
研究团队强调，tFSU 的核心价值在于建立“因果关系”（Causality）。目前的意识研究大多基于相关性测量（如视觉刺激下的脑活动监测），但难以判定这些活动是意识的“成因”还是“结果”。通过主动调控神经活动，研究者可以更清晰地辨识哪些神经过程是构成意识的必要条件。
该论文提出的框架旨在区分意识产生的两大主流理论：
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认知论（Cognitivist）： 认为意识经验必须涉及推理、自我反思等高级心理过程，主要依托**前额叶皮层（Prefrontal Cortex）**进行全脑信息整合。
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非认知论（Non-cognitivist）： 认为意识经验无需复杂的认知参与，特定的局部神经活动即可产生主观体验，意识的发生器可能更局限于大脑后部的皮层或深层结构。
未来实验蓝图
研究人员在文中列出了一系列具体的科学议题：前额叶皮层在知觉中的具体作用、知觉是局部生成还是依赖全脑网络整合、以及皮层下结构在意识活动中的参与程度。
以痛觉（Pain）研究为例，Freeman 认为：“痛觉如何在大脑中生成仍存在巨大争议。它可能源于皮层，也可能植根于更深层的结构。现在我们拥有了验证‘皮层下结构是痛觉物理表现核心’这一假设的有力工具。”
目前，Freeman 与 Michel 正在规划后续实验，计划首先对视觉皮层进行刺激实验，随后逐步扩展至前额叶皮层等高级功能区。此外，Michel 还联合 MIT 神经科学教授 Earl Miller 创立了“MIT 意识俱乐部”（MIT Consciousness Club），旨在搭建跨学科平台，利用 tFSU 等前沿工具推动波士顿地区及学术界对意识本质的深入研究。
尽管作为新技术仍面临诸多不确定性，但 Michel 表示：“这是一条低风险、高回报的路径。面对意识这一科学前沿，我们没有理由不探索这条道路。”
参考文献：Daniel K. Freeman et al, Transcranial focused ultrasound for identifying the neural substrate of conscious perception, Neuroscience & Biobehavioral Reviews (2026). DOI: 10.1016/j.neubiorev.2025.106485
编辑：王洪
排版：李丽
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