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心理所揭示丘腦特異的疼痛場電位響應(yīng)信號

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月18日 22:35

疼痛是一種不愉快的感官和情感體驗，保護人們的身體免受實際或潛在的傷害。一方面，疼痛感知同時包含感官辨別信息和情感動機信息，這兩類疼痛信息被認為分別通過大腦外側(cè)和內(nèi)側(cè)疼痛通路進行傳遞和處理，丘腦及其皮質(zhì)連接在這一過程中起到關(guān)鍵作用，其響應(yīng)能夠有效區(qū)分疼痛和非疼痛觸覺刺激。另一方面，多個丘腦核團被認為是深部腦刺激治療慢性難治性疼痛的有效靶點，有研究表明調(diào)控外側(cè)疼痛通路中感覺性丘腦核團的鎮(zhèn)痛效果并不令人滿意，而內(nèi)側(cè)疼痛通路情緒相關(guān)靶點的干預(yù)或是增強鎮(zhèn)痛療效的有益補充。然而，關(guān)于丘腦的疼痛電生理響應(yīng)的研究有限，限制了靶向丘腦閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床應(yīng)用。

近日，中國科學(xué)院心理研究所研究員胡理團隊開展了動物在體電生理研究，通過兩個實驗記錄了大鼠的外側(cè)疼痛通路和內(nèi)側(cè)疼痛通路的激光誘發(fā)腦響應(yīng)，利用多種電生理信號分析方法揭示了丘腦特異的疼痛場電位響應(yīng)信號，表現(xiàn)為傷害性激光刺激呈現(xiàn)后約100ms出現(xiàn)的早期負波（ EN）。相關(guān)成果以Deciphering Authentic Nociceptive Thalamic Responses in Rats為題，發(fā)表在Research上。

該研究獲得了三個關(guān)鍵性結(jié)果：雖然丘腦表現(xiàn)出與皮層相似的傷害性誘發(fā)神經(jīng)響應(yīng)，但同步記錄到的丘腦場電位響應(yīng)在時間上落后于皮層響應(yīng)（即時域N1成分），這與疼痛通路中信息上傳的時間順序相反，表明丘腦N1響應(yīng)可能并非起源于丘腦，而是皮層N1信號體積傳導(dǎo)的結(jié)果。研究人員采用主成分分析，在丘腦的疼痛場電位響應(yīng)中揭示了一個獨特的EN成分，該成分在VPL和MD中均可記錄到，其振幅受到疼痛強度的調(diào)節(jié)，EN的峰值潛伏期短于隨后的N1成分，表明EN成分可能是丘腦特異的疼痛場電位響應(yīng)信號。丘腦和皮層之間的峰電位—場電位格蘭杰因果分析提供的支持性證據(jù)表明，丘腦峰電位在100ms左右對皮層場電位信號存在驅(qū)動性影響，這與EN的峰值潛伏期接近，丘腦到皮層的信息流顯著早于皮層N1成分。

該研究系統(tǒng)刻畫了丘腦的疼痛電生理響應(yīng)特征，揭示了丘腦特異的疼痛場電位響應(yīng)信號，強調(diào)了分離真實丘腦神經(jīng)響應(yīng)的重要性，有助于全面了解丘腦在處理疼痛信息時的功能。此外，鑒于EN成分能夠可靠編碼疼痛強度信息，并且可能是普遍的丘腦特征，將EN成分納入閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)實現(xiàn)疼痛的客觀檢測和評估，有望優(yōu)化慢性疼痛的閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控效果，助力自適應(yīng)和個性化的疼痛管理。

研究工作得到科技創(chuàng)新-2030重大項目、國家自然科學(xué)基金和北京市自然科學(xué)基金的支持。

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