疼痛是什么？幾乎每個(gè)人都非常清楚這個(gè)問(wèn)題的答案。即便是只有幾歲的孩童，生活的經(jīng)驗(yàn)也足以讓其明了“痛”是一種怎樣的體驗(yàn)。不過(guò)，要具體描述自己有多痛卻又不那樣簡(jiǎn)單，讓別人知曉自己的疼痛則更加困難。事實(shí)上，對(duì)疼痛的客觀和準(zhǔn)確評(píng)估是疼痛研究的最大難題之一。

　　以往研究發(fā)現(xiàn)，疼痛誘發(fā)的gamma頻段高頻振蕩信號(hào)（gamma band oscillations，GBO）是最能客觀反映疼痛程度的特異性生物指標(biāo)之一(Hu &Iannetti, 2019; Peng et al., 2018)。然而，GBO的神經(jīng)起源一直以來(lái)存在較大爭(zhēng)議：有些研究提示，GBO可能來(lái)源于初級(jí)軀體感覺(jué)皮層（primary somatosensory cortex，S1）(Peng et al., 2018; Zhang et al., 2012)，而另一些研究則支持GBO起源于初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（primary motor cortex，M1）(Schulz et al., 2012)。值得注意的是，這些研究多借助腦電技術(shù)研究GBO的特性，但腦電空間分辨率低，難以明確GBO的腦內(nèi)神經(jīng)電生理活動(dòng)基礎(chǔ)。

　　為克服腦電研究的這些缺點(diǎn)、深入探究疼痛誘發(fā)GBO的腦內(nèi)神經(jīng)來(lái)源，中國(guó)科學(xué)院心理研究所心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士岳路鵬和研究員胡理開(kāi)發(fā)了同步記錄動(dòng)物皮層腦電（ECoG）和多腦區(qū)腦內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)范式。在給大鼠施加激光疼痛刺激的同時(shí)，同步記錄大鼠ECoG和雙側(cè)S1和M1不同深度的神經(jīng)電生理信號(hào)，通過(guò)分析腦內(nèi)局部場(chǎng)電位（local field potential，LFP）和神經(jīng)元放電（spikes）與ECoG信號(hào)的關(guān)系來(lái)揭示GBO的神經(jīng)起源，發(fā)現(xiàn)ECoG記錄到的疼痛誘發(fā)GBO來(lái)源于疼痛刺激對(duì)測(cè)S1的淺層中間神經(jīng)元。

　　具體來(lái)說(shuō)，該研究主要提供了四個(gè)方面的研究結(jié)果，支持GBO源于疼痛對(duì)側(cè)S1的假說(shuō)。

　　第一，相較于其它腦區(qū)，位于傷害性疼痛刺激對(duì)側(cè)的S1淺層LFP的GBO能量最大。

　　第二，位于傷害性疼痛刺激對(duì)側(cè)的S1淺層LFP與ECoG所觀測(cè)到的GBO具有最高的相位相關(guān)性，且僅S1淺層內(nèi)的疼痛誘發(fā)GBO在發(fā)生時(shí)間上早于ECoG記錄到的GBO（圖1）。

　　第三，S1和M1內(nèi)的中間神經(jīng)元對(duì)疼痛刺激的響應(yīng)存在著重要差異：一方面，對(duì)側(cè)S1中間神經(jīng)元比同側(cè)S1中間神經(jīng)元具有更高的誘發(fā)放電率，而雙側(cè)M1中間神經(jīng)元誘發(fā)放電率則沒(méi)有顯著差異；另一方面，S1中間神經(jīng)元比M1中間神經(jīng)元具有更強(qiáng)的興奮性響應(yīng)和更弱的抑制性響應(yīng)。

　　第四，僅對(duì)側(cè)S1淺層的中間神經(jīng)元放電與ECoG記錄到的疼痛誘發(fā)GBO高度相關(guān)（圖2）。

　　這些研究結(jié)果相互印證，揭示了疼痛誘發(fā)GBO的神經(jīng)起源，加深了人們對(duì)GBO這一潛在的疼痛客觀評(píng)估指標(biāo)的神經(jīng)電生理機(jī)制的認(rèn)識(shí)。 

　　研究成果已在線發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際期刊The Journal of Neuroscience。

　　該研究受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（31822025和31671141）、心理所科研啟動(dòng)基金（Y6CX021008）等資助。

　　論文鏈接 

　　圖1 皮層腦電（ECoG）和雙側(cè)初級(jí)軀體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層局部場(chǎng)電位（LFP）所記錄到的疼痛誘發(fā)高頻振蕩信號(hào)（GBO）在能量和相位上的關(guān)系

圖2 雙側(cè)軀體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)元放電（spikes）與皮層腦電（ECoG）所記錄到的疼痛誘發(fā)高頻振蕩（GBO）的關(guān)系

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