美國杜克大學的一個研究小組發(fā)現(xiàn),老鼠大腦中的一個小區(qū)域可以深刻地控制動物的痛覺。
有點出乎意料的是,這個大腦中樞能夠關閉疼痛,而不能開啟疼痛。它位于一個出乎意料的抗疼痛中心的區(qū)域——杏仁核,這里通常被認為是負面情緒和反應的“大本營”,比如負責戰(zhàn)斗或逃跑反應以和常見的焦慮。
“人們相信有一個緩解疼痛的中心位置,這就是安慰劑起作用的原因?!痹撜撐馁Y深作者、杜克大學醫(yī)學院神經生物學杰出教授王帆說,“問題是,大腦的哪個部位是可以停止疼痛的中樞。”
“以前的大多數(shù)研究都集中在疼痛會刺激哪些區(qū)域。”王帆說,“但是有很多區(qū)域在處理疼痛,你必須將它們全部關閉才能停止疼痛。而這個中心可以自行關閉疼痛。”
這項工作是王帆實驗室早期研究的后續(xù),它研究了全身麻醉時被激活而非被抑制的神經元。在2019 年的一項研究中,作者發(fā)現(xiàn)全身麻醉通過激活大腦視上核促進慢波睡眠。但睡眠和疼痛是分開的,這是導致新發(fā)現(xiàn)的一個重要線索,該發(fā)現(xiàn)近日在線發(fā)表于《自然·神經科學》。
研究人員發(fā)現(xiàn),全身麻醉還會激活杏仁核中部的一組抑制性神經元,他們將其稱為“CeAga 神經元”(CeA 代表“中央杏仁核”;ga 表示全身麻醉激活)。老鼠的中央杏仁核相對人類較大,但王帆表示沒有理由認為人們控制疼痛的系統(tǒng)與此不同。
利用該實驗室首創(chuàng)的技術追蹤老鼠被激活的神經元路徑,研究小組發(fā)現(xiàn),CeAga 與大腦的許多不同區(qū)域相連?!斑@令人驚訝?!蓖醴f。
通過給老鼠輕微的疼痛刺激,研究人員可以繪制出所有疼痛激活的大腦區(qū)域。他們發(fā)現(xiàn),至少有16 個大腦中樞處理疼痛的感覺或情感方面的信息,接收來自CeAga 的抑制輸入。
“疼痛是一種復雜的大腦反應?!蓖醴f。它包括感覺辨別、情感和自主(非自愿神經系統(tǒng))反應。通過抑制大腦許多區(qū)域的所有這些過程治療疼痛非常困難。但激活一個能自然向這些痛覺處理區(qū)域發(fā)送抑制信號的關鍵節(jié)點會更有效。
研究人員使用一種名為光遺傳學的技術,利用光激活大腦中的一小部分細胞,他們發(fā)現(xiàn),通過激活CeAga 神經元,可以停止老鼠在感到不舒服時表現(xiàn)出的自我照顧行為。當燈被打開以激活抗疼痛中樞時,舔爪子或擦臉的行為“完全消失”了。
“太顯著了?!蓖醴f,“它們會立即停止舔爪子或擦臉?!?/p>
當科學家抑制這些CeAga 神經元的活動時,老鼠的反應就像暫時的損傷再次變得強烈或痛苦。他們還發(fā)現(xiàn),低劑量的氯胺酮(一種麻醉藥物,可以產生感覺,但會阻斷疼痛)會激活CeAga 中樞,沒有它就無法起作用。
研究人員正在尋找能激活這些細胞來抑制疼痛的藥物,作為未來潛在的止痛藥。