PNAS：中科院神经所顾勇组揭示功能超声成像(fUS)实现猕猴自运动信息的实时神经解码
前庭系统在维持平衡、视觉稳定、运动控制等方面至关重要，但传统研究技术存在局限：功能磁共振成像等非侵入性技术需要让被试在扫描仪中固定，无法通过真实身体运动精准激活外周前庭器官，只能依赖热刺激或电流刺激（CVS/GVS），难以模拟自然条件；单细胞记录虽时空分辨率高，但侵入性强且存在采样偏差。

2025年7月17日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）顾勇研究组及合作者在PNAS上发表了题名为“Robust single-trial decoding of physical self-motion from hemodynamic signals in the brain measured by functional ultrasound imaging”的研究论文。研究通过功能超声成像（fUS）技术，在猕猴被动接受物理自运动刺激时，系统探究了大脑中与前庭自身运动相关的脑区。

该研究在脑智卓越中心顾勇研究员的指导下，博士后刘炳煜（现为深圳医学科学院助理研究员）及博士生罗清杨为共同第一作者，脑智卓越中心梁智锋团队也为该研究做出了重要贡献。

研究亮点

高分辨率解码
首次在单次试验中通过fUS信号可靠解码物理自运动的方向和类型（准确率最高93%），时空分辨率（100 μm, 400 ms）远超fMRI。

新脑区发现
揭示了传统方法未明确的前庭相关区域（如V3A、M1、7m），拓展了对多感官整合的理解。

自然条件模拟
通过物理运动平台选择性激活前庭器官，克服了电流刺激等方法的非特异性刺激局限。

多模态验证
结合视觉光流实验，发现12个双模态脑区（如MSTd、VIP），证实前庭与视觉信号的交互。

技术突破
fUS兼具高灵敏度（8-58% CBV变化）和低侵入性，为在体研究高认知功能（如导航、决策）提供了新工具。

研究总结

本研究首次利用功能超声成像(fUS)技术，在自然运动条件下实现了猕猴全脑前庭信号的高分辨率(100μm/400ms)检测。通过物理运动平台精确刺激前庭器官，成功在单试次水平解码运动方向(峰值78.5%)和类型(93%)，并发现12个新的多感觉整合脑区。

相比传统GVS方法，fUS揭示了更完整的神经表征图谱，包括V3A、M1等新功能区。该技术突破fMRI的空间限制，为研究自然行为下的前庭-视觉整合机制提供了革命性工具，对脑机接口和眩晕症诊疗具有重要价值。

参考文献

Liu B, Luo Q, Liang Z, He H, Gu Y. Robust single-trial decoding of physical self-motion from hemodynamic signals in the brain measured by functional ultrasound imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025 Jul 22;122(29):e2414354122. doi:10.1073/pnas.2414354122.

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