尋找疼痛特異性神經(jīng)元活動對于理解和控制疼痛具有重要的意義。丘腦是大多數(shù)感覺信號的上行中樞,其與大腦皮質的神經(jīng)連接可能是處理不同感覺信息的基礎。既往的動物研究表明,丘腦外側核到初級和次級軀體感覺皮質(S1 和S2)的外側神經(jīng)通路與疼痛感覺的辨別處理相關,而丘腦內側核與前額葉皮質和前扣帶皮質(anterior cingulate cortex, ACC)的內側神經(jīng)通路與疼痛刺激的情感-動機加工相關,但是人體內這兩個通路是否特異性處理疼痛相關信息尚不明確。此外,在疼痛刺激傳導中丘腦-皮質神經(jīng)元活動的時間順序以及有關疼痛特異性神經(jīng)通路的臨床轉化價值也尚未揭示。以下是該研究要探索的三個問題。能否在人體中識別出疼痛特異性的丘腦反應和丘腦-皮質神經(jīng)通路?能否在時間和空間兩個維度識別丘腦神經(jīng)元的疼痛特異性活動?上述神經(jīng)活動能否在動物模型中得到驗證?主要結果:(1)丘腦背內側核(medial-dorsal, MD) 被疼痛刺激特異性激活而不對其他感覺刺激產(chǎn)生反應,而丘腦腹后外側核(ventral posterior lateral, VPL)被所有軀體感覺(如疼痛和觸覺)特異性激活。(2)與電觸覺刺激相比,疼痛刺激后的MD 與背側前扣帶皮質(dorsal anterior cingulate cortex, dACC)和雙側島葉的功能連接增強,VPL 與其他腦區(qū)之間的功能連接則沒有顯著變化。(3)在時間維度上,與VPL 相關的外側神經(jīng)通路,在刺激后65~159 ms 之間較早的開始處理與疼痛感覺辨別有關的信息,與MD 相關的內側神經(jīng)通路在刺激后89~295 ms 之間較晚的傳遞疼痛信息。(4)在動物模型(大鼠)中驗證了疼痛刺激而不是電觸覺刺激特異性激活MD 神經(jīng)元和MD-ACC 的神經(jīng)通路連接。結論:跨物種間存在趨同的疼痛特異性丘腦-皮質神經(jīng)元活動。該研究可以指導未來的疼痛評估和管理策略。(Tu Y, Li Z, Zhang L,et al.Pain-preferential thalamocortical neural dynamics across species.Nat Hum Behav, 2024, 8(1):149-163.北京大學神經(jīng)科學研究所,汪宇軒 鄧敏智 譯,劉風雨 校)