疼痛是一種復(fù)雜的知覺(jué)現(xiàn)象。
局部和遠(yuǎn)距離腦網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)調(diào)活動(dòng)是疼痛神經(jīng)基礎(chǔ)的核心要素，不同頻率范圍內(nèi)的大腦振蕩節(jié)律（brain oscillatory rhythms）可以為協(xié)調(diào)疼痛網(wǎng)絡(luò)中局部神經(jīng)元群和解剖上遠(yuǎn)距離腦區(qū)的協(xié)同活動(dòng)提供功能基礎(chǔ)。
近期，德國(guó)海德堡大學(xué)藥理研究所的研究人員在 Trends in Neuroscinense 雜志發(fā)表綜述，針對(duì)人類(lèi)和嚙齒類(lèi)動(dòng)物開(kāi)展急、慢性疼痛時(shí)振蕩節(jié)律的分析之間的相似之處開(kāi)展了討論，并整合了近期基于嚙齒類(lèi)動(dòng)物的相關(guān)研究，這些研究能夠揭示疼痛相關(guān)行為的腦振蕩動(dòng)力學(xué)機(jī)制基礎(chǔ)。
作者進(jìn)一步討論了通過(guò)藥物調(diào)節(jié)振蕩節(jié)律的潛力以及基于神經(jīng)刺激的疼痛治療模式，并強(qiáng)調(diào)了未來(lái)研究神經(jīng)元振蕩及其在疼痛過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)的方向和挑戰(zhàn)的關(guān)鍵觀點(diǎn)。
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神經(jīng)元振蕩節(jié)律(Neuronal oscillatory rhythms，可以部分反映動(dòng)作電位的同步化)一般被認(rèn)為是大腦中神經(jīng)元通信的主要方式，并且在物種間高度保守。
在嚙齒動(dòng)物和人類(lèi)的急性和慢性疼痛研究中，特定頻段的大腦振蕩節(jié)律會(huì)發(fā)生改變，研究者們目前在高頻(γ，gamma )振蕩的變化方面存在一定共識(shí)，即gamma振蕩是在疼痛感知和疼痛相關(guān)行為期間最顯著改變的頻率范圍，但是對(duì)急性和慢性疼痛中低頻振蕩(< 30 Hz) 的振幅或功率的變化，人類(lèi)和嚙齒動(dòng)物研究中的共識(shí)較少。
表1.急性、持續(xù)性炎癥性和慢性神經(jīng)病性疼痛狀態(tài)下常見(jiàn)的頻帶變化及其藥物調(diào)節(jié)效果
2.疼痛振蕩的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制及其功能意義
嚙齒類(lèi)動(dòng)物的分析支持伽馬振蕩在急性疼痛感知和厭惡以及慢性疼痛超敏反應(yīng)調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵功能作用。近期一項(xiàng)以嚙齒類(lèi)動(dòng)物為對(duì)象的研究為疼痛中S1-gamma節(jié)律的細(xì)胞類(lèi)型和通路特異性機(jī)制提供了首個(gè)在體內(nèi)因果證據(jù)，在神經(jīng)病理性疼痛發(fā)病過(guò)程中，縫隙連接Cx36的上調(diào)水平與ACC中γ頻率振蕩增強(qiáng)之間的因果聯(lián)系也有報(bào)道。
神經(jīng)元振蕩也可以被性激素調(diào)節(jié)，振蕩活動(dòng)的改變可能是性別差異的另一個(gè)機(jī)制基礎(chǔ)。中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在疼痛狀態(tài)下的緩慢振蕩活動(dòng)中起著關(guān)鍵作用，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也以各種方式調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動(dòng)和大腦振蕩。
圖1.初級(jí)體感皮層(S1)疼痛相關(guān)gamma同步振蕩的潛在因果機(jī)制
3.腦振蕩節(jié)律的治療性調(diào)節(jié)
考慮到離子通道在產(chǎn)生神經(jīng)元振蕩活動(dòng)中的重要性，以及膽堿能、腎上腺素能、5-羥色胺能和多巴胺能通路的調(diào)節(jié)作用，許多藥物具有調(diào)節(jié)振蕩的能力。
到目前為止，關(guān)于鎮(zhèn)痛和疼痛調(diào)節(jié)藥物對(duì)疼痛感知特定環(huán)境下振蕩的影響的研究很少。探究振蕩節(jié)律在疼痛過(guò)程中的作用的可能為治療干預(yù)提供途徑。
最近的發(fā)現(xiàn)表明，慢性疼痛的一些現(xiàn)有治療選擇與腦振蕩動(dòng)力學(xué)相互作用并對(duì)其產(chǎn)生影響，例如快脈沖γ-氨基丁酸能中間神經(jīng)元塑造局部皮層振蕩節(jié)律，并調(diào)節(jié)參與負(fù)面影響和傷害感受下降調(diào)節(jié)的其他皮層和皮層下區(qū)域的活動(dòng)。
圖2 可能參與傷害感受和疼痛厭惡的皮質(zhì)和皮質(zhì)下長(zhǎng)劇γ-氨基丁酸能投射
從對(duì)認(rèn)知和記憶功能以及意識(shí)和睡眠的影響的角度來(lái)看，一些藥物對(duì)海馬和新皮質(zhì)神經(jīng)元振蕩的影響的數(shù)據(jù)是可用的，例如嗎啡等阿片類(lèi)藥物、大麻素、加巴噴丁類(lèi)藥物等。
除了疼痛障礙的藥物治療外，值得注意的是，慢性疼痛中基于非侵入性神經(jīng)刺激的治療在對(duì)大腦節(jié)律的影響方面也很有意義。
人們對(duì)大腦振蕩活動(dòng)的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制有了越來(lái)越多的了解，包括關(guān)鍵離子通道、縫隙連接和特定類(lèi)別的γ-氨基丁酸能神經(jīng)元的參與。因?yàn)樘弁词且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，所以理解信息是如何在大型大腦網(wǎng)絡(luò)中傳播和處理的非常重要。
在這種情況下，振蕩節(jié)律，如gamma振蕩，可以通過(guò)功能性地耦合不同的區(qū)域來(lái)發(fā)揮協(xié)調(diào)功能。目前有多重新技術(shù)可以用于對(duì)大量神經(jīng)元進(jìn)行成像，識(shí)別它們的身份和功能，并可逆地操縱它們?cè)诰植亢瓦h(yuǎn)距離腦網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)疼痛的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行前所未有的洞察。
Tan LL, Oswald MJ, Kuner R. Neurobiology of brain oscillations in acute and chronic pain. Trends Neurosci. 2021 Jun 16:S0166-2236(21)00097-7. doi: 10.1016/j.tins.2021.05.003. Epub ahead of print. PMID: 34176645.
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