华盛顿大学圣路易斯分校的生物医学工程和放射肿瘤学副教授陈红（音译）和她的团队，利用可穿戴的超声波换能器来刺激小鼠大脑中的下丘脑前区神经元。当这些神经元被刺激时，小鼠的体温下降了约 3 摄氏度，持续了一个小时。此外，小鼠的代谢也从使用碳水化合物和脂肪获取能量转变为只使用脂肪，这是冬眠的一个关键特征，而且小鼠的心率在室温下也下降了约 47%。研究人员还发现，随着超声波压力和持续时间的增加，所诱导的低体温和低代谢（UIH）的程度也随之增加。

为了了解超声波诱导低体温和低代谢是如何被激活的，研究人员研究了下丘脑前区神经元在超声波刺激下的活动动态。他们观察到每个超声波脉冲都能引起神经元活动的一致增加，这与小鼠体温的变化相一致。“这些发现揭示了 UIH 是由超声波激活下丘脑前区神经元引起的。”博士后研究员杨耀恒（音译）说，“我们发现经颅刺激下丘脑前区足以诱导 UIH，揭示了这个区域在调控小鼠类似冬眠状态中的关键作用。”

陈红和她的团队还想找到让这些神经元对超声波敏感的分子。通过基因测序，他们发现超声波激活了下丘脑视前区神经元中的 TRPM2 离子通道。在一系列实验中，他们证明 TRPM2 是一个对超声波敏感的离子通道，并且对 UIH 的诱导有贡献。

在老鼠之外，他们还在不具有自然冬眠或休眠能力的大鼠身上进行了实验，通过对下丘脑前区施加超声波，发现大鼠的皮肤温度，特别是棕色脂肪组织区域的温度有所下降，以及核心体温下降了约 1 摄氏度，类似于自然冬眠。

“UIH 有望实现科学界自上世纪 60 年代以来一直追求的目标，即无创和安全地诱导类似冬眠的状态。”陈红说，“超声波刺激具有一种独特的能力，即无创地到达动物和人类大脑中的深层区域，并具有高空间和时间精度。”