Apesar de a tradição gramatical (em geral) não explicar que o advérbio também pode modificar outras classes gramaticais além do verbo, adjetivo ou advérbio, o fato é que ele pode, sim.
O gramático Evanildo Bechara, em seu livro Novo Dicionário de Dúvidas da Língua Portuguesa, sob o verbete "nenhum, nem um", classifica nem como advérbio e um como numeral.
Logo, sintaticamente, nem funciona como adjunto adverbial modificando o numeral adjetivo* um, que, por sua vez, funciona sintaticamente como adjunto adnominal do núcleo nominal («pensamento») do objeto direto «nem um pensamento».
Quanto a «nem um» equivaler a sequer, ensina o gramático normativo Domingos P. Cegalla, em seu Dicionário de Dificuldades da Língua Portuguesa, sob o verbete "nem um(a), nenhum(a)", que «nem um» equivale a «sequer um».
Também sob o verbete sequer (equivalente de «ao menos, pelo menos«), em concordância com as lições de Napoleão Mendes de Almeida em seu Dicionário de Questões Vernáculas, diz Cegalla no mesmo livro citado acima:
«1. Usa-se mais frequentemente em frases negativas: Na praça não havia sequer um banco. / Ele nem sequer se dignou de responder à minha solicitação. / “Não tentou esconder as lágrimas, sequer secá-las.” (Vilma Guimarães Rosa, Carisma, p. 100)
2. Ocorre menos frequentemente em frases de sentido positivo: “Tudo se arranjaria se ambos tivessem sequer um pouco de boa vontade.” (Aurélio)
3. Sequer não tem, por si mesmo, significado negativo. São por isso incorretas frases como as seguintes, a que falta a negativa não ou nem: O pseudomédico sequer possuía diploma de curso primário. / Ela sequer olhou para mim. / A escola sequer tinha carteiras nas salas de aula. / Sequer um carro de polícia funcionava. / “No início, Escrivá sequer deu um nome a essa nova realidade.” (Regina Lyra, Opus Dei, p. 18, tradução)
4. Pode aparecer no final da frase: Na sala não havia uma cadeira sequer. / Lia não era bela, nem simpática sequer.»
Acerca do ponto 3, já se percebe que a norma tem mudado (tanto em Portugal como no Brasil, como se confirma no Corpus do Português), de modo que sequer já vem ocupando a posição de advérbio de negação, à semelhança de «O pseudomédico nem/não possuía diploma de curso primário; Ela nem/não olhou para mim; A escola nem/não tinha carteiras nas salas de aula; Nem um carro de polícia funcionava».
Sempre às ordens!