大鼠初級軀體感覺皮層的抑制對激光誘發(fā)腦響應的影響.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。國際疼痛研究學會認為疼痛是一種與實際或潛在的組織損傷相關的感覺、情感、認知和社會維度的痛苦體驗。這一定義為科學和醫(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，我們需要從“生物－心理－社會”的角度來理解疼痛的本質。在過去的幾十年里，我們對疼痛神經(jīng)機制的科學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)疼痛相關的激活相比，僅僅有75％的功能影像學研究發(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的Aδ與C纖維，而且同時激活了觸覺相關的Aβ纖維，所以

4、，這些研究的結果受到了混淆，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果不一致也可能是其它的一些原因導致的。首先，有證據(jù)顯示 S1的激活受到注意、過去經(jīng)驗等認知因素的高度調節(jié)。第二，S1具有精確的軀體定位結構，當在被試間平均數(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，這也可能是導致不一致的 S1檢測結果

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。刺激同側的 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的手部對應區(qū)域的神經(jīng)元具有雙側的接受域。這意味著，手部的軀體感覺信息可以在雙側的 S1進行表征。此外，那些單側大腦皮層損傷或手術切除的被試保留了對呈現(xiàn)在剩余半球同側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。通過手術植入ECoG記錄電極并在左側 S1的前肢代表區(qū)（S1FL）埋入預置管，然后在大鼠清醒狀態(tài)下向S1FL內注射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（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。通過手術植入 ECoG記錄電極并在左側S1FL與左側初級視覺皮層（primary visual cortex, V1）埋入預置管，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，當左側S1FL被抑制后，對左前爪刺激時，刺激同側的S1區(qū)域的響應也會明顯的降低。這表明，疼痛刺激可以同時誘發(fā)左右兩側S1的激活，雙側的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