聲音通過(guò)皮質(zhì)-丘腦回路產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用

自1960 年以來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)音樂(lè)和其他類型的聲音能夠緩解疼痛（如術(shù)后痛等），但其機(jī)制不清。2022年中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張智教授等發(fā)表于《Science》的文章，揭示聲音鎮(zhèn)痛的神經(jīng)回路機(jī)制。研究?jī)?nèi)容和結(jié)果：（1）第一個(gè)科學(xué)問(wèn)題：聲音的哪個(gè)關(guān)鍵因素可以緩解疼痛。小鼠足底注射完全弗氏佐劑 (CFA)建立慢性炎癥痛模型。小鼠聽(tīng)到三種不同類型聲音：悅耳音樂(lè) (CS)、不悅耳聲音 (DS)、白噪聲 (WN)。當(dāng)背景噪音 (AN) 為45 分貝時(shí)，這三種聲音在低強(qiáng)度（50 分貝）播放時(shí)均可緩解疼痛，而在高強(qiáng)度（60 分貝）播放時(shí)無(wú)明顯鎮(zhèn)痛效果。因此，聲音鎮(zhèn)痛的關(guān)鍵因素是強(qiáng)度，而不是聲音的類型或感知愉悅度。聲音的鎮(zhèn)痛作用，取決于相對(duì)背景噪聲約5 分貝的聲強(qiáng)差 (5-dB SNR)。該研究在此基礎(chǔ)上建立了聲音鎮(zhèn)痛的小鼠模型。（2）既往研究表明，聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)的谷氨酸能神經(jīng)元 (ACx

)，與痛覺(jué)信息處理相關(guān)。第二個(gè)科學(xué)問(wèn)題：ACx

是否參與聲音鎮(zhèn)痛？在體多通道電生理記錄發(fā)現(xiàn)，5-dB SNR 降低ACx 神經(jīng)元的自發(fā)放電?；瘜W(xué)遺傳學(xué)抑制ACx

（模擬5-dB SNR 的作用），可以緩解疼痛。光遺傳學(xué)激活雙側(cè)ACx

，可以取消5-dB SNR 的鎮(zhèn)痛作用。以上結(jié)果表明，ACx

參與聲音鎮(zhèn)痛的機(jī)制。病毒示蹤證明ACx 到丘腦后核 (PO) 和腹后核 (VP) 具有谷氨酸能投射：即存在ACx

→PO 和ACx

→VP 通路。（3）第三個(gè)科學(xué)問(wèn)題：ACx

→PO 是否參與聲音鎮(zhèn)痛？在體多通道電生理和光纖光度記錄發(fā)現(xiàn)，機(jī)械刺激CFA 致炎的小鼠后爪，PO 神經(jīng)元的反應(yīng)增加。在CFA 后爪致炎的小鼠，PO 神經(jīng)元自發(fā)放電增加。5-dB SNR 降低PO 神經(jīng)元自發(fā)放電。光遺傳學(xué)抑制ACx

投射到PO 的纖維末梢（模擬5-dB SNR 的作用），降低PO 神經(jīng)元的放電并緩解疼痛。光遺傳學(xué)激活雙側(cè)ACx

→PO，即取消5-dB SNR 降低PO 神經(jīng)元放電的作用，也取消5-dB SNR 的鎮(zhèn)痛作用。在體單個(gè)神經(jīng)元鈣成像進(jìn)一步證明，5-dB SNR 降低投射到PO的ACx 神經(jīng)元的活動(dòng)，5-dB SNR 也降低接受ACx 投射的PO 神經(jīng)元(PO

)的活動(dòng)。化學(xué)遺傳學(xué)抑制PO

，可以模擬5-dB SNR 的鎮(zhèn)痛作用?；瘜W(xué)遺傳學(xué)激活PO

，可以阻斷5-dB SNR 的鎮(zhèn)痛作用。以上結(jié)果表明，ACx

→PO 參與聲音緩解后爪的疼痛。（4）第四個(gè)科學(xué)問(wèn)題：ACx

→VP 是否參與聲音鎮(zhèn)痛？既往研究表明VP 介導(dǎo)上肢的感覺(jué)信息。該研究綜合運(yùn)用病毒示蹤、在體多通道電生理等證明，ACx

→VP 參與聲音緩解前爪的疼痛?？傊谛∈竽Ｐ椭?，該研究揭示聲音通過(guò)皮質(zhì)-丘腦回路產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，即ACx

→PO 和ACx

→VP 通路分別介導(dǎo)聲音對(duì)后爪和前爪的鎮(zhèn)痛作用。該研究為開(kāi)發(fā)更安全的新鎮(zhèn)痛療法提供了方向和思路。（Zhou W, Ye C, Wang H,

. Sound induces analgesia through corticothalamic circuits. Science, 2022, 377(6602):198-204.北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所，劉風(fēng)雨 譯）