深度–聚焦度的兩難
每一種非侵入方法都在對抗同一個物理。場進入頭部後會擴散，因此要抵達深部標靶，就得把上方皮質驅動得更強——你以聚焦度換取深度。這正是為何非侵入式深部刺激是聖杯：在不開顱的前提下擺脫深度–聚焦度的兩難。以下各模態，都可讀作規避此取捨的不同嘗試。
TMS：以感應進行刺激
經顱磁刺激讓短暫的大電流通過頭皮上的線圈。快速變化的磁場在皮質感應出強到足以使神經元放電的電場——這是一種名副其實的超門檻、非侵入技術。單一脈衝作用於運動皮質可使肌肉抽動；重複性 TMS（rTMS）作用於前額葉皮質，則是已核准的憂鬱症療法。
\mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{A}}{\partial t}, \qquad \left|\mathbf{E}\right| \propto \frac{dI_{\mathrm{coil}}}{dt}感應電場是磁向量位的（負）時間導數，因此關鍵不在場的大小，而在線圈電流變化得多快。TMS 只能達到數公分深，其聚焦度由線圈幾何決定（8 字形線圈在交叉處集中電場）。
TMS 並非直接灌入電流——它讓磁場擺動得極快，靠這個「變化」在腦中感應出電場。關鍵不在線圈磁場多大，而在它的電流上升與下降得多快，這正是 TMS 採用陡峭快速脈衝的原因。
- \mathbf{E}
- 腦內感應出的電場——真正刺激神經元的東西。
- \mathbf{A}
- 磁向量位；它的變化率是 \mathbf{E} 的來源。
- \frac{dI_{\mathrm{coil}}}{dt}
- 線圈電流變化的快慢——決定場強的真正槓桿。
把線圈電流的變化速度加倍，即使峰值電流相同，感應電場也大致加倍——所以決定劑量的是脈衝的「快慢」，而不只是振幅。
tES：輕推，而非觸發
經顱電刺激屬於另一種區間。只有一小部分頭皮電流抵達大腦，產生微弱的顱內電場（約每公尺零點幾伏特量級）。這是次門檻的——它不觸發神經元，而是偏移其膜電位。tDCS 依極性把興奮性上調或下調；tACS 則振盪，在某些條件下能把進行中的節律輕推向它自身的頻率（夾帶）。
不動手術而抵達深部：超音波與干涉
聚焦超音波使用的是機械而非電性致動器：一道可聚焦到大腦深部毫米級焦點的聲波，無需任何植入即可導引。其神經調控機制（機械敏感性離子通道、膜空化）仍有爭議；而在較高強度下，同一焦點可短暫打開血腦障壁以進行標靶藥物遞送——這是第二個、截然不同的應用。
時間干涉刺激是深部標靶的一個巧妙電性手法。施加兩道頻率略有差異 f_1 與 f_2 的高頻電流。神經元跟不上千赫級載波，因此單一場本身毫無作用——但在兩場重疊之處，其振幅包絡以低差頻 \Delta f = f_2 - f_1 拍動，而神經元能跟隨此低頻。藉由導引兩場交會之處，原則上便能把低頻驅動置於深部組織，而不興奮其上方的皮質。
\cos(2\pi f_1 t) + \cos(2\pi f_2 t) = 2\cos\!\big(\pi \Delta f\, t\big)\,\cos\!\big(2\pi \bar{f}\, t\big)時間干涉恆等式：兩個相近的高頻相加，得到位於平均頻率 f-bar 的快速載波，被差頻一半的慢速包絡所調變。神經元對包絡進行解調。實務上，聚焦度與深部驅動的強度仍是活躍的研究問題，人體證據也還在早期。
把兩個頻率極相近的高音相加，你會聽到一個快速的音，卻緩緩地漲落——也就是「拍」。這個漲落的包絡以兩頻率差的一半振盪。深部神經元跟不上快速載波，卻能對慢速包絡起反應——這正是時間干涉刺激的構想（在人體上仍是未定的問題）。
- f_1,\,f_2
- 兩個相近的驅動頻率。
- \bar{f}
- 兩者的平均——你實際得到的快速載波。
- \Delta f
- 兩者的差；慢速包絡以 \Delta f/2 拍動。
以 2000 Hz 與 2010 Hz 驅動，載波落在約 2005 Hz，而包絡以 5 Hz 脈動——一個神經元在意的節律，恰好送到兩道波束交疊之處。
特異性之夢：光遺傳學與化學遺傳學
電刺激無法選擇它徵召哪一種細胞型別；生物性致動器卻可以。光遺傳學在基因定義的神經元中表現對光敏感的視蛋白，因此一道光脈衝能以毫秒精度精準地興奮或沉默單一群體——這正是讓神經科學得以確立迴路因果角色的工具。化學遺傳學（DREADDs）則表現一種只被特製藥物活化的特製受體，提供較慢、可持續數小時、且無需硬體的控制。