研究者发现可“完全”关闭疼痛的神经元

 神经元绘图 图片来源：Stock image

美国杜克大学的一个研究小组发现，老鼠大脑中的一个小区域可以深刻地控制动物的痛觉。

有点出乎意料的是，这个大脑中枢能够关闭疼痛，而不能开启疼痛。它位于一个出乎意料的抗疼痛中心的区域——杏仁核，这里通常被认为是负面情绪和反应的“大本营”，比如负责战斗或逃跑反应以和常见的焦虑。

“人们相信有一个缓解疼痛的中心位置，这就是安慰剂起作用的原因。”该论文资深作者、杜克大学医学院神经生物学杰出教授王帆说，“问题是，大脑的哪个部位是可以停止疼痛的中枢。”

“以前的大多数研究都集中在疼痛会刺激哪些区域。”王帆说，“但是有很多区域在处理疼痛，你必须将它们全部关闭才能停止疼痛。而这个中心可以自行关闭疼痛。”

这项工作是王帆实验室早期研究的后续，它研究了全身麻醉时被激活而非被抑制的神经元。在2019年的一项研究中，作者发现全身麻醉通过激活大脑视上核促进慢波睡眠。但睡眠和疼痛是分开的，这是导致新发现的一个重要线索，该发现近日在线发表于《自然—神经科学》。

研究人员发现，全身麻醉还会激活杏仁核中部的一组抑制性神经元，他们将其称为“CeAga神经元”（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对人类较大，但王帆表示没有理由认为人们控制疼痛的系统与此不同。

利用该实验室首创的技术追踪老鼠被激活的神经元路径，研究小组发现，CeAga与大脑的许多不同区域相连。“这令人惊讶。”王帆说。

通过给老鼠轻微的疼痛刺激，研究人员可以绘制出所有疼痛激活的大脑区域。他们发现，至少有16个大脑中枢处理疼痛的感觉或情感方面的信息，接收来自CeAga的抑制输入。

“疼痛是一种复杂的大脑反应。”王帆说。它包括感觉辨别、情感和自主（非自愿神经系统）反应。通过抑制大脑许多区域的所有这些过程治疗疼痛非常困难。但激活一个能自然向这些痛觉处理区域发送抑制信号的关键节点会更有效。

研究人员使用一种名为光遗传学的技术，利用光激活大脑中的一小部分细胞，他们发现，通过激活CeAga神经元，可以停止老鼠在感到不舒服时表现出的自我照顾行为。当灯被打开以激活抗疼痛中枢时，舔爪子或擦脸的行为“完全消失”了。

“太显著了。”王帆说，“它们会立即停止舔爪子或擦脸。”

当科学家抑制这些CeAga神经元的活动时，老鼠的反应就像暂时的损伤再次变得强烈或痛苦。他们还发现，低剂量的氯胺酮（一种麻醉药物，可以产生感觉，但会阻断疼痛）会激活CeAga中枢，没有它就无法起作用。

王帆说，研究人员正在寻找能激活这些细胞来抑制疼痛的药物，作为未来潜在的止痛药。

“我们尝试做的另一件事是对这些细胞进行排序。”她说。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的基因，它们使一种非常特殊的药物激活这些神经元并减轻疼痛。