瘙痒的神经机制是什么？机械性疼痛的机制是什么？ | 脑科学顶刊导读025期

✎ 顶刊导读目录  期

1，Trends in Neuroscience：机械性疼痛的机制 

2，Annual Review of Neuroscience：瘙痒的神经机制

3，Plos Biology：痛觉的超低频神经节律同步化

4，Current Biology：小鼠初级体感皮层第五层对感觉反应的时间锐化

5，Current Biology：感觉和情感性疼痛通路的皮层整合 

1，机械性疼痛的机制

期刊：Trends in Neuroscience

作者：Freya       

外周体感系统赋予哺乳动物各种各样的感觉形式：轻柔的触摸、机械的疼痛、瘙痒、热适应和本体感觉。目前已经了解传递这些刺激中许多形式的细胞和分子学特征。但体感神经元如何传递剧烈疼痛的机械力在很大程度上是未知的，仍然是感觉神经生物学的“最前沿”之一。

为了填补这一知识空白，最近的研究已经确定了机械性疼痛神经元的亚群，并发现了新的机械性疼痛调节。这些研究极大地促进了我们对哺乳动物如何检测到有害的机械刺激的理解。本文中，我们讨论了伤害性机械感知的最新进展，并强调了评估机械性疼痛的新行为学方法。

https://www.cell.com/trends/neurosciences/fulltext/S0166-2236(20)30050-3

2，瘙痒的神经机制

期刊：Annual Review of Neuroscience

作者：Ann Yang

瘙痒是一种独特的感觉，可以帮助生物体消除外部威胁。抓挠本身会引起免疫反应，从而加剧瘙痒。瘙痒是通过大量受体在周围神经系统的化学诱导引起的。

考虑到瘙痒神经元末端的浅表定位，驻留在皮肤附近的细胞对瘙痒有显著贡献。由最近发现的神经回路介导的某些机械性刺激也有助于产生瘙痒的感觉。最后，介导触觉、痛觉和瘙痒的回路参与了在脊髓（也可能是大脑中）的交叉调节。瘙痒感的许多方面在很大程度上仍是一个谜，本综述介绍了与瘙痒相关的已知配体和受体，并且还描述了研究负责瘙痒感觉的脊柱和脊髓上回路的实验和发现。

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-083019-024537

3，痛觉的超低频神经节律同步化 

期刊：Plos Biology

作者：Aleah-Jing         

神经振荡在疼痛输入所在频段内增强

神经系统通过感觉环境中的规律来预测感觉输入、调整行为，从而最大程度提高适应性。神经振荡的同步化能够保留感觉信息的时间规律性，是预测的先决条件。在视觉和听觉环境中最常见的周期性输入频率（例如，> 0.5 Hz）上已经广泛地发现了神经节律同步化现象。一个悬而未决的问题是，是否在更长的时间尺度上也会发生规律性地神经同步化。

本研究利用自然环境中热刺激的时间动态非常缓慢的这个自然现象，发现超低频神经振荡通过与低至0.1 Hz的周期性热疼痛感受输入进行节律同步化，进而保留了感觉信息的持久轨迹。重要的是，神经节律同步化的能量和相位都可以预测了个体的疼痛敏感性，揭示了这种现象在功能上的意义。相比之下，相同的超低频的周期性听觉输入不会产生超低频节律同步化。

这些结果表明，具有重要功能的神经节律同步化可以在比以往研究发现的更长的时间尺度上发生。我们研究结果的非超模态性质表明，超低频同步化可能被调谐至不同感觉模态的统计规律刻画的时间尺度上。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000491

4，小鼠初级体感皮层第五层对感觉反应的时间锐化

期刊：Current Biology

作者：Aleah-jing       

初级体感皮层V层影响了胡须诱发的响应

刺激诱发的神经元放电的时间编码感觉刺激相关的信息。本文对小鼠初级体感皮层中控制该过程的神经环路进行了研究。

我们发现，胡须偏转后，初级体感皮层第五层（V层）锥体细胞的短暂光遗传学激活调节了神经元的膜电位，并中断了它们的长潜伏期胡须响应，从而提高了其在编码胡须偏转时间方面的准确性。相反，在胡须被动偏转或主动偏转期间对V层的光遗传学抑制分别降低了编码刺激或触摸时间的准确性。抑制V层锥体细胞增加了纹理识别任务的反应时间。

此外，两种颜色的光遗传学实验表明，通过刺激V层细胞可以有效地调用皮层抑制作用，而这种抑制主要激活小白蛋白阳性而不是生长抑素阳性的中间神经元。因此，V层通过调用抑制大脑皮层的特定环路来实现与行为相关的感觉反应的时间锐化。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.004

5，感觉和情感性疼痛通路的皮层整合 

期刊：Current Biology

作者：Aleah-jing 

S1输入提高ACC伤害性反应

疼痛是一种综合的感觉和情感体验。然而，感觉和情感整合的皮层机制仍然不清楚。本文研究了行为自由的大鼠从编码感觉疼痛信息的初级体感皮层（S1）到处理疼痛影响的关键脑区--前扣带回皮层（ACC）的投射。

通过结合使用光遗传学，在体电生理学和机器学习分析，我们发现ACC中的神经元子集接收S1输入，并且S1轴突末端的激活增加了对ACC神经元中有害刺激的反应。慢性疼痛会增强这种皮层到皮层的连接，表现为对S1输入有反应的ACC神经元数量增加，以及这些神经元对ACC伤害感受反应的放大。

此外，S1到ACC投射的调节可影响对疼痛的厌恶反应。因此，我们的结果定义了一个皮层环路，这个环路在整合感觉和情感性疼痛信号中起着潜在的重要作用。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.091

作者信息

 

校审：Freya（brainnews编辑部）

题图：Singularity Hub

前 文 阅 读 

 

---

欢迎加入超过 18000人的

全球最大的华人脑科学社群矩阵