杏仁核的功能連接與情緒性疼痛易化的個體差異相關(guān)

疼痛是一種復(fù)雜的體驗(yàn)，人與人之間的感知不同，甚至同一個人在不同情境下的感受也不一樣。情緒狀態(tài)可以調(diào)節(jié)疼痛體驗(yàn)，正性情緒緩解疼痛，而負(fù)性事件則易化疼痛感知。疼痛綜合征和情感障礙的高共病率反映出了情緒和疼痛之間的密切關(guān)系。抑郁癥病人罹患慢性疼痛的可能性是正常人的兩倍。慢性疼痛病人常伴有類似于快感缺失的癥狀，包括疲憊感以及對以前愉悅活動參與的減少。

從前期的研究中，發(fā)現(xiàn)杏仁核在疼痛等感覺刺激的情緒評估中起著關(guān)鍵作用。甚至似乎在大腦皮質(zhì)進(jìn)一步處理傷害性信息之前，就將其標(biāo)記為負(fù)性的。此外，已發(fā)現(xiàn)杏仁核的激活與在正價和負(fù)價刺激后的疼痛感知調(diào)節(jié)及疼痛的行為回應(yīng)相關(guān)。值得注意的是，在調(diào)節(jié)負(fù)性但非痛性的情感狀態(tài)時，杏仁核活性可預(yù)測調(diào)節(jié)疼痛能力的個體差異。因此，杏仁核很可能是疼痛和情緒調(diào)節(jié)之間的關(guān)鍵聯(lián)系。此外，最近研究認(rèn)為包括杏仁核在內(nèi)的與情緒調(diào)節(jié)有關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)與疼痛的慢性化有關(guān)。Hashmi 等研究發(fā)現(xiàn)，與“亞急性（如疼痛持續(xù)時間少于3 個月）”疼痛病人相比，慢性疼痛病人（疼痛持續(xù)6 個月或更長時間）的杏仁核和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)的疼痛相關(guān)激活更多。而且還發(fā)現(xiàn)，隨著亞急性疼痛演變?yōu)槁蕴弁?，疼痛相關(guān)的活化發(fā)生了從傷害性回路向情緒相關(guān)回路（包括杏仁核）的縱向轉(zhuǎn)移。這些研究提示情感過程中的個體差異可能在慢性疼痛的發(fā)展中起到一定的作用，因此，需要更好地理解這種使一些人易受情緒調(diào)節(jié)疼痛易化的神經(jīng)連接的特征模式。鑒于此，Salomons 研究團(tuán)隊在本研究中使用雙側(cè)杏仁核靜息狀態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)，研究疼痛情緒易化中個體差異的神經(jīng)關(guān)聯(lián)。他們假設(shè)負(fù)性情緒對疼痛的調(diào)節(jié)越強(qiáng)，杏仁核與皮質(zhì)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接就越強(qiáng)。這些皮質(zhì)區(qū)域，特別是前扣帶皮質(zhì)/前中扣帶回皮質(zhì)、蓋/島葉和頂葉皮層，它們在功能上與杏仁核相連，且通常參與處理感覺輸入的顯著性。

1.方法

該研究最初納入了40 名參與者，其中3 名被排除（1 名因問卷數(shù)據(jù)不完整，兩名因掃描過程中頭部發(fā)生移動超過2.5 mm）。最終的研究樣本由37 名年輕健康的參與者構(gòu)成（包括15 名女性、22名男性；年齡23±5 歲）。所有受試者均無慢性疼痛障礙、藥物濫用、重大醫(yī)學(xué)或精神疾病病史；所有受試者均不符合磁共振成像 (MRI)的排除標(biāo)準(zhǔn)；所有受試者視力正?；虺C正至正常。本研究通過了雷丁大學(xué)（英）倫理委員會批準(zhǔn)，并依照赫爾辛基宣言取得了所有受試者的書面許可。

該研究是一個更大型研究的一部分，包括4 個實(shí)驗(yàn)階段。在開始第1 實(shí)驗(yàn)階段之前，受試者需要在一個安全的第三方網(wǎng)站 (https://www.surveynkey.com) 上完成3 份問卷，包括疼痛災(zāi)難量表、貝克抑郁量表、狀態(tài)焦慮量表。在第1 實(shí)驗(yàn)階段，會對所有受試者進(jìn)行定量感官測試，并評估他們的熱痛閾。第2 實(shí)驗(yàn)階段在第1 階段后的7 天內(nèi)進(jìn)行，受試者需接受腦部成像，包括rs-fMRI 掃描、解剖掃描以及事件相關(guān)的回波平面成像掃描，后兩者需在rs-fMRI掃描之后完成。最后，在第3 和第4 實(shí)驗(yàn)階段，使用情緒和認(rèn)知疼痛調(diào)節(jié)任務(wù)檢查受試者的疼痛調(diào)節(jié)。第3 和第4 實(shí)驗(yàn)階段需要在最初評估后最晚2 周內(nèi)完成。整個研究（第1～4實(shí)驗(yàn)階段）需在最長3 周內(nèi)完成。該研究中詳細(xì)報道了情緒性疼痛調(diào)節(jié)任務(wù)（見圖1）。

圖1 情緒性疼痛調(diào)節(jié)任務(wù)的實(shí)驗(yàn)示例

2.結(jié)果

該研究首先進(jìn)行了質(zhì)量控制評價。測試了這項研究的所有受試者對國際情感圖片系統(tǒng)(IAPS) 負(fù)性圖片的評價以及受到激發(fā)的評分，發(fā)現(xiàn)受試者表現(xiàn)出了預(yù)期的對負(fù)性IAPS 圖片的評價行為，與正常人群沒有差異。

其次，該研究發(fā)現(xiàn)：負(fù)價視覺刺激可調(diào)節(jié)痛覺。在中性和負(fù)性這兩種情況下，疼痛強(qiáng)度與痛性不愉快程度呈正相關(guān)[中性條件下r = 0.89 (P < 0.001)，負(fù)性條件下r = 0.88 (P < 0.001)]。疼痛評分受到同期所呈現(xiàn)圖像的效價和疼痛等級類型的交互作用的顯著影響（“評分類型效價”的交互作用 F1, 36 = 8.30, P < 0.01）。Post hoc 配對t 檢驗(yàn)進(jìn)一步提示，負(fù)價條件下的痛性不愉快評分顯著高于中性價條件下的評分，M中性= 5.08 (SD = 1.96), M負(fù)性= 5.70 (SD = 1.81), t36= 2.82, P < 0.01。相比之下，疼痛強(qiáng)度分級在價態(tài)條件之間無顯著差異，M中性= 5.53 (SD = 1.81), M負(fù)性= 5.63 (SD = 1.70), t36= 1.02, P = 0.32。

研究還發(fā)現(xiàn)：杏仁核的功能連接是個體通過情緒調(diào)節(jié)疼痛程度的基礎(chǔ)。rs-fMRI 分析顯示，在觀看負(fù)價圖像時，痛性不愉快程度增加更為明顯，個體的杏仁核與包括雙側(cè)后蓋/S2、中央蓋（延伸到右半球的前島葉）以及右下頂葉皮質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的功能連接（見圖2 和表1）。根據(jù)個體等級按效價調(diào)節(jié)疼痛強(qiáng)度，杏仁核功能連接性的重復(fù)分析結(jié)果顯示了一個包括雙側(cè)S1/M1、雙側(cè)后蓋和中央蓋/S2 在內(nèi)的大腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（見圖2 和表1）。

圖2 靜息狀態(tài)下杏仁核至下頂皮層(IPC)、S1/M1、S2/皮層的連通性，與通過情緒調(diào)節(jié)痛性不愉快和疼痛強(qiáng)度的個體程度相關(guān)

表1 與疼痛強(qiáng)度或痛性不愉快的情緒性調(diào)節(jié)相關(guān)的腦區(qū)

最后，為了研究前述這些關(guān)聯(lián)是否與疼痛調(diào)節(jié)的感覺或情緒成分特異性相關(guān)，該研究團(tuán)隊比較了在不同疼痛等級類型下杏仁核連通性和情緒性疼痛調(diào)節(jié)之間的相關(guān)性（不愉快情緒與強(qiáng)度比較）。分析顯示，與痛性不愉快的情緒調(diào)節(jié)相比，杏仁核-S1/M1 連通性與疼痛強(qiáng)度等級的情緒性調(diào)節(jié)存在顯著的更大的相關(guān)性(rxz= 0.711, ryz= 0.504, T2(32) = -2.97, P < 0.01)。杏仁核與所有其他識別區(qū)域的連通性提示兩種疼痛等級類型具有可比的相關(guān)性，如右下頂葉皮質(zhì)、雙側(cè)蓋/S2 和右側(cè)中央蓋。杏仁核-S1 連接是調(diào)節(jié)疼痛感覺方面的一個特異性的標(biāo)記，其他所有的聯(lián)系都是非特異性的?？偠灾?，杏仁核網(wǎng)絡(luò)對痛性不愉快情緒和疼痛強(qiáng)度的調(diào)節(jié)作用均等。

3.討論

疼痛的情緒性調(diào)節(jié)讓機(jī)體能夠以適當(dāng)?shù)姆绞秸{(diào)整行為，并最大化自適應(yīng)學(xué)習(xí)過程。然而，產(chǎn)生這種調(diào)節(jié)的時候，不同個體在程度上的差別很大。與其他適應(yīng)性情感反應(yīng)（如恐懼和焦慮）一樣，一些人對疼痛情緒性易化的程度可能不適應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致了長期的痛苦。因此，了解引起這些反應(yīng)的生物學(xué)機(jī)制至關(guān)重要，這樣就可以理解這一“為更頑固、更持久的疼痛狀態(tài)賦予風(fēng)險或恢復(fù)力”的過程。

在該研究中證實(shí)，參與感覺和運(yùn)動反應(yīng)的杏仁核-皮質(zhì)區(qū)的功能連接與負(fù)性情緒狀態(tài)下的疼痛易化有關(guān)。未來，有必要進(jìn)一步研究確定這些功能連接模式在多大程度上代表了長期不良性疼痛應(yīng)對的生物學(xué)標(biāo)記，包括緊隨軀體創(chuàng)傷而來的慢性疼痛的發(fā)展。