什么造成了疼痛的不愉快体验?
疼痛的情绪体验与疼痛感觉(痛觉)不同。来自斯坦福(Stanford)大学的研究团队在小鼠上找到了负责编码前者的神经元群。
Corder团队确定了对疼痛作反应的基底外侧杏仁核神经元,并测试了其在急性和慢性疼痛相关的动机行为中的因果作用。图片来源: Corder et al, doi: 10.1126/science.aap8586.
“我们正在研究大脑对疼痛信息的理解。虽然疼痛刺激经由神经检测,然而疼痛信息在到达大脑之前不包含任何情绪,因此我们试图在大脑中寻找产生疼痛不愉快体验的细胞。” 本研究主要作者Grégory Scherrer博士说。
杏仁核作为大脑中与情绪和恐惧相关的典型脑区,被研究者们确定为合乎逻辑的起点。在小鼠的杏仁核内,研究者将搜索范围缩小到对短暂的疼痛刺激(如,将一滴热水滴到小鼠的爪子上)产生反应的神经元。
研究发现,这些被激活的神经元更多地表达了一种叫做c-Fos的基因,实际上,一大片表达c-Fos的神经元在施加疼痛刺激后被激发。“但这只能告诉你这些神经元在某些时候是活跃的,它并不具体。 我们想看的是可自由移动动物的神经元。” Scherrer博士说。
为了观察小鼠大脑的深层放电,Scherrer博士及其同事使用了一台迷你显微镜 ——一个回形针长度的显微镜,它可以固定在小鼠的头部以记录大脑活动。他们将装置定位于可显示杏仁核的位置。
小鼠带着该设备可以随心所欲的散步,而迷你显微镜会记录神经元中的钙通量,用以反应细胞的活动。研究者们则通过显微镜监控小鼠的大脑,观察小鼠在检测到不舒服刺激后产生的厌恶反应,并在此检查哪些神经元是活跃的。
“通过该装置,我们在杏仁核中发现了一组神经元,它们选择性地编码疼痛经历中情绪相关的信号。” 该研究的通讯作者Mark J. Schnitzer博士说。当小鼠碰触到一滴引起不适的热水或冷水时,它们会撤退,这是表明它们不愉快的信号。撤退后,显微镜记录显示出一束发放电信号的杏仁核神经元,尤其在基底外侧区域,表明了这些神经元特异性地编码疼痛情绪。
然而,这些基底外侧的杏仁核神经元仍然可能只对一般情绪,而非特定的疼痛不愉快情绪作反应。因此,研究者们又给小鼠喂食了糖水——一种可以为任何小鼠带来欢乐的甜食,并且密切关注先前发现的传达不愉快情绪的神经元集合。正如所料,这些神经元都无反应。
“在体验痛苦和经历烦恼之间也存在差异,因此我们想进一步检测这些编码疼痛不适的杏仁核神经元是否与一般负性情绪有关,而非只特异于疼痛。”于是,研究者再次检测了小鼠在经历向脸上吹气、尝试令人不快的苦味和闻到非常恶心的臭味时基底外侧疼痛杏仁核神经元的反应,结果发现,虽然这些经历让小鼠感到烦恼,但杏仁核神经元依然受到抑制。
“在完成所有这些检测之后,我们得出结论,这组基底外侧杏仁核神经元选择性地对疼痛做出反应。”
参考文献:
Corder, G., Ahanonu, B., Grewe, B. F., Wang, D., Schnitzer, M. J., & Scherrer, G. (2019). An amygdalar neural ensemble that encodes the unpleasantness of pain. Science, 363(6424), 276-281.
作者信息
来源:http://www.sci-news.com
编译:Oxyace(brainnews创作团队成员)
校审/排版:Simon (brainnews编辑部)
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