Science Advances挑战教科书：人类痛觉传递信号一定比触觉信号慢？

最近一项新研究对一个被广泛接受的观念提出了挑战。旧的观念认为人类与其他哺乳动物不同，处理痛觉比触觉慢。那么，真的是这样吗？

到目前为止，科学界普遍认为人类大脑传递触觉神经信号比痛觉神经信号更快。研究人员认为，这种速度上的差异是由于触觉信号通过一层厚厚的髓鞘穿过神经。而传递痛觉信号的神经元要么没有髓鞘，要么只有薄薄一层髓鞘。髓鞘是神经周围起保护作用的脂质绝缘层，帮助神经更快地传导信号。

其他哺乳动物有被称为超快伤害受体的痛觉受体。这种传入神经元有一层厚厚的髓鞘，所以可以尽快地传递痛觉信号。那么，作为哺乳动物的人类是否也有类似的受体呢？

来自瑞典Linköping University临床和实验医学系以及社会和情感神经科学中心的首席研究工程师Saad Nagi和他的研究小组最近试图解答这个问题。Nagi博士说：“感觉疼痛的能力对我们的生存至关重要。既然痛觉如此重要，为什么我们的痛觉信号系统要比触觉信号系统慢得多？我们的痛觉系统本可以像其他哺乳动物一样快，为什么没有呢？”

为了找到答案，科学家们应用了一种称为显微神经照相术(microneurography)的技术。这项技术，又被称为“单位轴突记录”，使研究人员能够追踪单个神经元神经纤维中的痛觉和触觉信号。这项技术能够帮助科学家可视化在通向肌肉和皮肤的外周神经中的神经交通。Nagi博士和他的团队将这项技术应用于100名健康的参与者上，并将研究结果发表在《科学进展》杂志上。

痛觉和触觉传递速度可以一样快！

Nagi和研究小组希望寻找到传递速度像触觉一样快速，同时和痛觉受体行为类似的神经元。

他们的研究表明，有厚髓鞘的神经元中12%具有与痛觉受体相同的特性，这些特性表现在可以检测和传递例如掐和粗糙刷子轻触之类的“有害刺激”。像痛觉受体一样，这些神经元对轻柔接触也没有反应。这项实验中，研究人员用软刷轻触来代表轻柔接触。这些神经细胞像触觉敏感神经元一样快速地传递痛觉信号。

为了检查这些超高速神经细胞是否真的能够传递疼痛，研究人员对单个神经细胞使用测量电极来施加短而精确的电脉冲。研究参与者都报告感觉到尖锐的针刺感。

Nagi说：“当我们激活一个单独的神经细胞时，它会引起疼痛感。因此，我们得出结论：这些神经细胞与大脑中的痛觉中心相连，能够传递痛觉信号。很明显，当有机械性刺激时，厚髓鞘神经纤维有助于疼痛信号的传递。我们的研究结果挑战了教科书上关于快速触觉信号系统和较慢的疼痛信号系统的描述。我们认为，疼痛也可以像触觉一样迅速地发出信号。”

Nagi和他的同事还检测了那些由于神经损伤导致失去了厚髓鞘神经细胞，但保留了薄髓鞘神经细胞的人。由于损伤，这些参与者不能感觉到轻柔接触，不会经历机械性疼痛。Nagi的研究小组认为失去髓鞘神经纤维也会影响新发现的高速痛觉受体网络。

科学家们解释说，这一发现可能有助于医生诊断与疼痛相关的疾病，并为有这种症状的人提供更好的护理。

（注：这只是一篇简易的宣传报道文章，关于本研究的更多细节，请查看原文献。添加管理员微信：brainnews_02，留言：疼痛文献，即可获取文献全文。）

参考资料：

Nagi, S.S. et al. (2019) An ultra-fast system for signaling mechanical pain in human skin. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aaw1297.

作者信息

 

作者：Ana Sandoiu

编译：CoCo（brainnews创作团队）

校审：Simon（brainnews编辑部）

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