Nature子刊:科学家发现了能“彻底”抑制疼痛的大脑中枢
作者: mints 编译 / 727次阅读 时间: 2020年7月03日
标签: 疼痛 痛觉
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痛感往往涉及很多脑区,能够不能找到一个疼痛的核心区域呢?

2020年5月18日,美国杜克大学的研究人员在Nature Neuroscience在线发表了一篇名为《General anesthetics activate a potent central pain-suppression circuit in the amygdala》的研究论文。研究小组在老鼠的大脑中发现了一小块可以完全控制动物的疼痛感的区域。

有点出乎意料的是,大脑中的这个系统只能「关闭」疼痛,而不能「打开」疼痛。

该区域位于一个很少有人会想到的脑区,杏仁核(即下图红色部分),通常被认为杏仁核是消极情绪和对刺激(战斗或逃跑反应和普遍焦虑)做出反应的发源地。

资深作者,莫里斯N.布罗德医学院杰出的神经生物学教授Fan Wang说:「人们确实相信大脑中存在着一个可以减轻疼痛的区域,这就是安慰剂有效的原因,但是,一直不清楚,到底大脑中的哪个部位才是可以消除疼痛的中心。」

Wang说:「以前的大多数研究关注的重点都是疼痛会激活哪些脑区,但是大脑中有太多的区域都在处理疼痛,你必须把它们全部关掉,疼痛才能停止。而我们发现的这个这个中心可以自行消除疼痛。」

这项工作是Wang早期研究的一个后续,Wang在2019年的一项研究中发现全身麻醉会激活视上核脑区,进而促进了慢波睡眠。但是当他研究疼痛时发现——睡眠和疼痛是分开的,该研究为这一新发现提供了重要的线索。

研究人员发现,全身麻醉还激活了中央杏仁核中一个特定的抑制神经元子集,他们称之为CeAga神经元(CeA代表中央杏仁核;ga表示全身麻醉激活)。下图为CeAga神经元的轴突投影。

小白鼠的中央杏仁核相比人类大,但是Wang认为我们和老鼠的疼痛控制系统可能是一样的结构。

研究小组发现CeAga与大脑的许多不同区域相连,Wang说:「这是一个惊喜」。

研究人员只要给老鼠一个轻微的疼痛刺激,就可以绘制出被疼痛激活的所有脑区。他们发现,至少有16个处理痛感或情感方面的脑区正在接受CeAga的抑制性输入。

「疼痛是一种复杂的大脑反应,」Wang说,「它包括感觉的辨别、情绪反应和自主/非自主神经系统反应。如果只是通过抑制大脑众多区域的所有过程来治疗疼痛,那么就可能无法实现彻底的抑制。但激活某个自发向这些处理疼痛的脑区发送抑制信号的关键节则点会更为稳健。」

利用一种叫做光遗传学(optogenetics)的技术,可以用光束激活大脑中的一小部分细胞,当老鼠感到不舒服时,研究人员可以通过激活CeAga神经元关闭老鼠表现出的自我照顾行为,即,舔爪子或擦脸的行为。当研究人员点亮刺激光束,以激活止痛中心时,这些行为就「完全作废」了。

王说,「老鼠的反应如此剧烈,瞬间就停止了舔毛和抚摸的自我照顾行为。」

当科学家们抑制了CeAga神经元的活性后,老鼠的反应就好像短暂的被打击了一下,随后就再次变得紧张或痛苦。

寻找潜在的止疼药

研究人员还发现,低剂量的氯胺酮能够激活CeAga中心。我们知道低剂量的氯胺酮能够允许感觉,同时又会阻止疼痛。Wangle教授说,研究人员正在寻找仅能激活这些细胞以抑制疼痛的药物,以作为未来的止痛药。

她说:「我们正在做的另一件事是(转录体)对这些细胞进行排序。」。研究人员希望在这些特殊的细胞中找到一种罕见或独特的细胞表面受体基因,这种基因能使一种非常特殊的药物激活这些神经元并减轻疼痛。

Hua, T., Chen, B., Lu, D., Sakurai, K., Zhao, S., Han, B.-X., … Lu, J. (2020). General anesthetics activate a potent central pain-suppression circuit in the amygdala. Nature Neuroscience, 1–15.

DOI: 10.1038/s41593-020-0632-8

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