触摸如何抑制大脑对疼痛刺激的反应

当我们按压太阳穴以缓解头痛或在意外打击后揉肘时，通常会带来一些缓解。麻省理工学院麦戈文大脑研究所的科学家们表示，据信当这些神经元也接收到触摸输入时，大脑中的疼痛反应细胞就会安静下来，他们首次观察到这种现象在老鼠的大脑中发挥作用。

该团队的发现于 11 月 6 日发表在《科学进展》杂志上，使研究人员能够更深入地了解疼痛和触觉之间的复杂关系，并可能对人类的慢性疼痛提供一些见解。

“我们对此很感兴趣，因为这是一种普遍的人类体验，”麦戈文调查员王凡说。“当你身体的某个部位受伤时，你会揉它，对吗?我们知道触摸可以通过这种方式减轻疼痛。” 但是，她说，神经科学家很难研究这种现象。

模拟疼痛缓解

触摸介导的疼痛缓解可能始于脊髓，之前的研究已经发现疼痛反应神经元的信号会因触摸而减弱。但也有迹象表明大脑也参与其中。王说，这一方面的反应在很大程度上尚未得到探索，因为在所有其他神经活动中，很难监测大脑对疼痛刺激的反应——尤其是当动物移动时。

因此，虽然她的团队知道老鼠通过用爪子擦脸来对脸颊上潜在的疼痛刺激做出反应，但他们无法追踪动物大脑中的特定疼痛反应，看看这种摩擦是否有助于缓解疼痛。“如果你观察动物摩擦面部时的大脑，运动和触摸信号会完全压倒任何可能的疼痛信号，”Wang 解释说。

她和她的同事们找到了绕过这个障碍的方法。他们没有研究搓脸的影响，而是将注意力集中在一种更微妙的触觉上：动物胡须运动产生的轻微振动。老鼠用它们的胡须来探索，以一种称为拂动的有节奏的动作来回移动它们来感受它们的环境。这种运动会激活面部的触觉感受器，并以振动触觉信号的形式向大脑发送信息。当一个人将手从灼热的锅中拉回时握手时，人脑会接收到相同类型的触摸信号——这是我们寻求通过触摸来缓解疼痛的另一种方式。

拂去痛苦

Wang 和她的同事发现，这种胡须运动会改变老鼠对烦人的热度或戳脸的反应方式——这两种情况通常都会导致脸部摩擦。“当在它们自身产生的振动触觉拂动的情况下施加不愉快的刺激时……它们的反应要少得多，”她说。她说，有时，搅拌动物会完全忽略这些痛苦的刺激。

在处理触觉和疼痛信号的大脑体感皮层中，研究小组发现信号变化似乎是这种效应的基础。“当老鼠搅拌时，优先对热和戳做出反应的细胞被激活的频率较低，”Wang 说。

“他们不太可能对痛苦的刺激做出反应。” 即使搅拌的动物确实会因疼痛刺激而摩擦面部，研究小组发现大脑中的神经元需要更多时间来采用与摩擦运动相关的放电模式。“当有疼痛刺激时，通常人口动态的轨迹会迅速转向擦拭。但如果你已经有搅拌，那需要更长的时间，”Wang 说。

Wang 指出，即使在被激怒的老鼠开始揉脸之前的几分之一秒内，当动物相对静止时，也很难区分哪些大脑信号与感知热和戳有关，哪些与胡须运动有关。她的团队开发了计算工具来理清这些问题，并希望其他神经科学家将使用新算法来理解他们自己的数据。

搅拌对疼痛信号的影响似乎取决于专用的触摸处理电路，该电路将触觉信息从称为腹侧后丘脑的大脑区域发送到体感皮层。当研究人员阻断该通路时，搅拌不再抑制动物对疼痛刺激的反应。现在，Wang 说，她和她的团队渴望了解这个电路如何与大脑的其他部分一起工作，以调节对疼痛刺激的感知和反应。

Wang 说，这些新发现可能会揭示一种称为丘脑疼痛综合征的疾病，这是一种慢性疼痛障碍，患者在中风影响大脑丘脑后会出现这种疾病。“这样的中风可能会损害丘脑回路的功能，而丘脑回路通常会传递纯触觉信号并抑制传递到皮层的疼痛信号，”她说。