大鼠初級軀體感覺皮層的抑制對激光誘發(fā)腦響應(yīng)的影響.pdf

1、痛覺作為我們的基本感覺，可以使我們感知傷害性刺激并保護我們免受傷害，因而在我們的生活中發(fā)揮著不可或缺的作用。國際疼痛研究學(xué)會認(rèn)為疼痛是一種與實際或潛在的組織損傷相關(guān)的感覺、情感、認(rèn)知和社會維度的痛苦體驗。這一定義為科學(xué)和醫(yī)護人員理解并治療急性與慢性疼痛提供了一個強大的理論基礎(chǔ)，我們需要從“生物－心理－社會”的角度來理解疼痛的本質(zhì)。在過去的幾十年里，我們對疼痛神經(jīng)機制的科學(xué)理解得到了快速的提高，然而對疼痛加工的基本機制的了解還有很大的不足

2、。
　　神經(jīng)影像技術(shù)如腦電圖（ electroencephalography, EEG），腦磁圖（ magnetoencephalography, MEG），功能性磁共振成像（ functional magnetic resonance imaging, fMRI）及正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission tomography, PET）比較一致地發(fā)現(xiàn)初級軀體感覺皮層（primary somatosensory c

3、ortex, S1）在加工非疼痛刺激時被激活。但是，對于 S1是否也參與對疼痛信息的處理卻長期存在著爭議。人類的腦成像研究并沒有一致地觀察到疼痛相關(guān)的 S1激活。一項研究發(fā)現(xiàn)，與在丘腦、腦島皮層、扣帶回皮層中一致地發(fā)現(xiàn)疼痛相關(guān)的激活相比，僅僅有75％的功能影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)疼痛刺激誘發(fā)了S1的激活。另外，大量研究采用了非疼痛特異的疼痛刺激例如機械刺激、電刺激等，這些刺激不僅激活了痛覺相關(guān)的Aδ與C纖維，而且同時激活了觸覺相關(guān)的Aβ纖維，所以

4、，這些研究的結(jié)果受到了混淆，S1的激活很可能是由非痛覺刺激誘發(fā)的。S1是否參與疼痛加工的結(jié)果不一致也可能是其它的一些原因?qū)е碌?。首先，有證據(jù)顯示 S1的激活受到注意、過去經(jīng)驗等認(rèn)知因素的高度調(diào)節(jié)。第二，S1具有精確的軀體定位結(jié)構(gòu)，當(dāng)在被試間平均數(shù)據(jù)時，S1的小范圍的激活很可能由于解剖的差異性而不能顯示出來。最后，一些采用 EEG、MEG技術(shù)的研究在對頭皮上的信號進行腦區(qū)定位時，采用了不同的源定位方法，這也可能是導(dǎo)致不一致的 S1檢測結(jié)果

5、的原因。
　　另外，在那些發(fā)現(xiàn)S1被疼痛刺激所激活的研究中，發(fā)現(xiàn)的S1的激活多數(shù)位于刺激的對側(cè)。刺激同側(cè)的 S1是否也能被疼痛刺激所激活并沒有被研究明確的證實。有研究發(fā)現(xiàn)，哺乳類動物（例如貓、猴子）S1的手部對應(yīng)區(qū)域的神經(jīng)元具有雙側(cè)的接受域。這意味著，手部的軀體感覺信息可以在雙側(cè)的 S1進行表征。此外，那些單側(cè)大腦皮層損傷或手術(shù)切除的被試保留了對呈現(xiàn)在剩余半球同側(cè)的疼痛刺激的感知能力，對這些被試進行定量的心理物理分析發(fā)現(xiàn)它們感知并

6、評估疼痛刺激強度的能力幾乎沒有受到損壞。這些研究暗示著疼痛刺激可以在雙側(cè)的S1進行加工。
　　在疼痛研究中使用動物模型是十分必要的，動物疼痛模型對理解疼痛的基本機制，鑒定新的鎮(zhèn)痛靶點，引導(dǎo)與跟進人類被試的研究以及發(fā)展治療慢性疼痛的鎮(zhèn)痛藥發(fā)揮著不可替代的作用。為了解決以上兩個問題，我們進行了以下兩個實驗。研究一采用了大鼠腦核團微量注射并記錄腦皮層電圖（Electrocorticography, ECoG）的方法對S1是否參與對疼痛信

7、息的處理進行了研究。通過手術(shù)植入ECoG記錄電極并在左側(cè) S1的前肢代表區(qū)（S1FL）埋入預(yù)置管，然后在大鼠清醒狀態(tài)下向S1FL內(nèi)注射γ-氨基丁酸受體（GABAA）激動劑蠅蕈醇（muscimol），進而抑制 S1FL的活動，緊接著對大鼠的右前爪進行激光刺激，觀察大鼠激光誘發(fā)腦響應(yīng)（Laser evoked potentials, LEPS）的變化。為了與muscimol注射后的影響相對照，在同一只大鼠的S1FL腦區(qū)也進行了生理鹽水（sa

8、line）的注射。結(jié)果表明， S1FL腦區(qū)的抑制會降低C纖維LEPS（C-LEPS）中N1成分的波幅。研究證實，刺激對側(cè)的S1參與了對疼痛刺激的加工。
　　研究二同樣采用了大鼠腦核團微量注射并記錄ECoG信號的方法對刺激同側(cè)的 S1是否也能參與對疼痛刺激的加工進行了驗證。通過手術(shù)植入 ECoG記錄電極并在左側(cè)S1FL與左側(cè)初級視覺皮層（primary visual cortex, V1）埋入預(yù)置管，然后按順序在大鼠清醒狀態(tài)下向S1

9、FL與V1分別注射muscimol與saline，接著對大鼠的左右前爪進行激光刺激，觀察大鼠LEPs的變化。結(jié)果顯示，在S1FL腦區(qū)抑制后，左右前爪的C-LEPS中N1成分的波幅均會降低。腦電地形圖顯示，當(dāng)左側(cè)S1FL被抑制后，對左前爪刺激時，刺激同側(cè)的S1區(qū)域的響應(yīng)也會明顯的降低。這表明，疼痛刺激可以同時誘發(fā)左右兩側(cè)S1的激活，雙側(cè)的S1均參與了對痛覺刺激的加工。這兩項研究為以上兩個問題的解決提供了強有力的證據(jù)，有助于我們深入理解這種