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2024-09-29 14:21

能让安慰剂镇痛,脑子到底干了什么?

发现与安慰剂镇痛效果相关的大脑回路,或许能改进治疗。本文来自微信公众号:自然系列 (ID:nature-portfolio),作者:Miryam Naddaf,题图来自:AI生成


当人们以为糖丸是镇痛药,吃下去后能缓解他们的疼痛感。


研究者一直都知道这种现象的存在,称之为安慰剂效应,但其背后的生物机制一直是个谜。现在,神经科学家发现了小鼠大脑中的回路,或有助于解释为什么安慰剂能缓解疼痛。


近期在《自然》发表的一项研究中,科学家追踪了小鼠在期待镇痛效应中激活的脑区,模仿人类获得无有效成分药物时体验的安慰剂效应。他们惊讶地发现,小脑和脑干也有活动——这些脑区通常更多关联的是运动和协调,而非疼痛感知。


“我们对[安慰剂效应]如何产生、是否真实存在,尚无真正了解。”哈佛大学的神经科学家Clifford Woolf说。“我认为这个工作有助于我们确定,它是一种真实的现象。”


这些发现可能最终会带来疼痛治疗的新办法,研究共同作者、北卡莱罗纳大学的神经生物学家Grégory Scherrer说。“可能会导向全新类型的药物。”


镇痛通路


对人的成像研究已经表明,安慰剂的镇痛和脑干及一个称为前扣带回皮层的脑区活动相关。


对此,Scherrer和研究团队开发了一个实验,让小鼠产生类似安慰剂的止痛预期。他们使用两个房间,一个有舒适温暖的地板,另一个是很烫、导致疼痛的地板,让小鼠建立起条件——进入凉爽房间时,它们预期站在烫地板上的疼痛会减轻。然后他们让两个房间的地板都变烫,发现建立起条件反射的小鼠在踏上曾经的舒适地板时,仍然展现出疼痛相关行为的减少。


利用实时成像工具,研究团队识别出在安慰剂实验中活跃的神经元群。其中之一位于脑桥核(Pn),这一区域位于脑干,连接大脑皮层和小脑,过去没有和疼痛关联起来过。


为了进一步理解这些神经元在镇痛中的作用,作者通过阻断其活动来测量效果。当Pn神经元受抑制时,小鼠走上原本不烫但现在很烫的房间地板时,会更快表现出缓解疼痛的行为,如舔爪子、后仰和跳跃等。Pn神经元活跃的小鼠要花更久才会舔爪子。“因为没那么疼。”Scherrer说。


后续对4932个Pn神经元的分析表明,其中65%有阿片受体,它们响应内源性的止痛化合物(由体内产生),能被有效止痛药物激活。这些有阿片受体的神经元延伸至小脑的三个区域,过去人们不曾认为它们在疼痛缓解预期中有什么作用。研究者发现,在安慰剂实验中,一群浦肯野细胞(Purkinje cell)——这是小脑中的主要细胞类型——变得越来越活跃。


“几乎可以肯定有内源性阿片类物质的参与。”Woolf说。


新目标


在了解现有止痛药的机制和发现更有效止痛药方面,这项研究可能会开启新的道路。


科学家能探索如何在不依赖安慰剂的情况下,激活脑干和小脑的神经回路。未来的研究或许能找到“一个更可靠的办法,能激活人体自己的控制机制来抑制疼痛感。”Woolf说。


理解相关的大脑回路,还有可能揭示为何有些疼痛治疗(如认知行为疗法和经颅磁刺激等)能够起效。


“大脑是个错综复杂的大海,而我们总是在里面捞针。”在达特茅斯学院研究安慰剂效应的神经科学家Tor Wager说。这项研究“为我们在人体研究中的探索提供了新目标。”


对于是什么激活了安慰剂效应仍然存在疑问。“我们仍然不知道它为何在某些人身上出现,另一些人则不怎么受影响,以及它为什么会随着时间推移慢慢消失。”Woolf说。


参考文献

1.Chen,C.et al.Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-024-07816-z(2024).

2.Zunhammer,M.et al.Nature Commun.12,1391(2021).


原文以How do placebos ease pain?Mouse brain study offers clues标题发表在2024年7月24日《自然》的新闻版块上,©nature,Doi:10.1038/d41586-024-02439-w


本文来自微信公众号:自然系列 (ID:nature-portfolio),作者:Miryam Naddaf

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