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人們常用“痛苦”一詞來泛指不適的感受，可以指身體上的疼痛，也可表達(dá)精神上的折磨。不過，在腦科學(xué)的研究范疇，“痛”與“苦”可是由截然不同的神經(jīng)通路所驅(qū)動(dòng)的感受，并表現(xiàn)為不同的行為。

在接受記者采訪時(shí)，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦所研究員黃天文說：“大量重度慢性疼痛患者，需要長(zhǎng)期忍受‘生理痛’和‘心里苦’帶來的雙重煎熬，而一些藥物具有成癮性和其他各種副作用，臨床上亟待開發(fā)更加安全、有效，能夠緩解雙重痛苦的藥物。”

在鎮(zhèn)痛藥的早期研發(fā)中，人們往往只關(guān)注“生理痛”而忽略了“心里苦”的緩解。黃天文及其團(tuán)隊(duì)的主要研究方向，就是從生理和病理?xiàng)l件下摸清疼痛的神經(jīng)機(jī)制。

“痛”與“苦”有何區(qū)別

當(dāng)手不小心接觸到滾燙的開水后，大腦的第一反應(yīng)是——把手快速縮回，隨后下意識(shí)地摸耳垂。在這個(gè)過程中，疼痛激發(fā)了兩種反應(yīng)：一個(gè)是不假思索地快速縮手，以避免受傷;另一個(gè)是被燙到后摸耳垂，利用相對(duì)的低溫來緩解疼痛。

黃天文說，當(dāng)?shù)谝痪€的反射性防御行為無法阻止組織損傷時(shí)，由此產(chǎn)生的持續(xù)性疼痛會(huì)引發(fā)第二線的“撫慰/療傷行為”，以緩解痛苦。面對(duì)傷害性的刺激，這兩種自我保護(hù)行為再平常不過，這分別反映了生理上對(duì)“痛”的感知，以及心理上對(duì)“苦”的表達(dá)。

然而，長(zhǎng)期以來，人們并不清楚是哪些神經(jīng)通路驅(qū)動(dòng)了這兩種行為。有科學(xué)家提出疼痛信息傳遞的“平行理論”。

這一理論認(rèn)為，疼痛信息從脊髓向大腦傳遞時(shí)，存在兩套平行的系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)傷害性刺激，其中一套系統(tǒng)傳導(dǎo)生理上的痛感，而另一套傳導(dǎo)情緒上的不適，并分別執(zhí)行反射行為和“撫慰/療傷行為”。這兩條“主干道”同時(shí)發(fā)揮作用，人們就會(huì)覺得“痛苦”。

“在長(zhǎng)期的疼痛動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，人們往往只關(guān)注到了反射行為，認(rèn)為藥物只要能阻斷‘生理痛’的神經(jīng)通路，就可以緩解疼痛，現(xiàn)在看來，這很容易產(chǎn)生誤判。”黃天文說，弄清小鼠如何表達(dá)痛苦情緒，從而幫助評(píng)估鎮(zhèn)痛藥的效果是團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)。

摸底阻斷疼痛的“主戰(zhàn)場(chǎng)”

為了弄清疼痛的神經(jīng)機(jī)制，黃天文團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)放在了脊髓背角神經(jīng)元：動(dòng)物的軀體感覺，包括痛覺信息，從外周進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)后，背角神經(jīng)元是必經(jīng)的第一站。

據(jù)黃天文介紹，背角神經(jīng)元就像一道閘門，能決定哪些信息繼續(xù)往上傳遞。如果理解了它們的工作模式，就能讓很多疼痛信息在這一關(guān)就被屏蔽掉。

將目標(biāo)鎖定在背角神經(jīng)元后，黃天文團(tuán)隊(duì)開始逐個(gè)分析里面的各條神經(jīng)通路，最終將目標(biāo)確定在一類叫TAC1的神經(jīng)元上。

反復(fù)的小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，缺失TAC1神經(jīng)元的小鼠，即便再次進(jìn)入先前受到多次疼痛刺激的環(huán)境中，也不再對(duì)該環(huán)境表現(xiàn)出厭惡感，而相同的環(huán)境，可以在正常小鼠中喚起“痛苦情緒”，產(chǎn)生厭惡感。

按照這一思路，黃天文團(tuán)隊(duì)又設(shè)計(jì)了不少類似實(shí)驗(yàn)，例如評(píng)估動(dòng)物對(duì)受傷部位的持續(xù)性舔舐行為等，結(jié)果都表明，TAC1神經(jīng)元與“心里苦”有關(guān)。

“相較于一般的快速反射反應(yīng)，我們的數(shù)據(jù)支持‘撫慰/療傷行為’才是反映疼痛程度更好的指標(biāo)，為疼痛信息傳遞的‘平行理論’提供了證據(jù)。”黃天文說。

這項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)了脊髓背角TAC1這類神經(jīng)元在疼痛傳導(dǎo)中的功能，并為研究小鼠的痛苦情緒表達(dá)，提供了新的行為學(xué)范式，同時(shí)對(duì)于臨床鎮(zhèn)痛藥物的研發(fā)，也具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

這一研究由黃天文在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)工作期間完成，并發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)。

加盟諾獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)室助力疼痛研究

2019年7月，黃天文結(jié)束了哈佛大學(xué)7年的博士后工作，全職加入中科院深圳先進(jìn)院內(nèi)爾神經(jīng)可塑性諾獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)室，主攻非成癮性鎮(zhèn)痛研究，期望通過疼痛和成癮神經(jīng)環(huán)路的原創(chuàng)性研究，解決鎮(zhèn)痛藥成癮問題。

截至目前，黃天文已在中科院深圳先進(jìn)院組建起疼痛神經(jīng)機(jī)制研究組，建立電生理和動(dòng)物行為學(xué)研究平臺(tái)，并引進(jìn)了多種小鼠遺傳工具品系，同時(shí)參與到落地深圳光明科學(xué)城的“腦解析與腦模擬重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”的規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中。

黃天文告訴記者，選擇中科院深圳先進(jìn)院的一個(gè)重要原因在于，他所做的腦科學(xué)研究屬于生物科技，而中科院深圳先進(jìn)院的特長(zhǎng)，恰是可以將生物類的研究和器械工程等IT類研究結(jié)合在一起。

“做疼痛研究，儀器設(shè)備能起到重要作用，例如觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心跳變化、腦電波變化、行為活動(dòng)，并進(jìn)行精確分析，等等，而這些依賴于各種先進(jìn)的工程技術(shù)，對(duì)于整個(gè)生物科學(xué)的研究將是強(qiáng)有力的支持。”黃天文說，今后的中國(guó)，將有更多能夠?qū)崿F(xiàn)交叉共融的地方，這些對(duì)科學(xué)家非常具有吸引力。

關(guān)鍵詞： 神經(jīng)通路