北京時間7月8日，中國科學技術(shù)大學生命科學與醫(yī)學部張智教授團隊、美國國立衛(wèi)生研究院劉元淵教授團隊以及安徽醫(yī)科大學陶文娟副教授團隊合作在《科學》上發(fā)表論文，揭示了聲音鎮(zhèn)痛的關(guān)鍵因素及神經(jīng)機制。
低強度聲音通過抑制聽皮層到軀體感覺丘腦的神經(jīng)投射緩解小鼠疼痛的示意圖 課題組供圖
(相關(guān)資料圖)
事實上，早在1960年，《科學》雜志就發(fā)表過一篇論文，發(fā)現(xiàn)在牙科手術(shù)過程中，音樂能夠調(diào)控病人情緒。并且指出甚至是噪音，例如手術(shù)電鉆的聲音，也能夠產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效果。
然而，半個多世紀以來，聲音可以減輕疼痛的關(guān)鍵因素，以及聲音如何影響我們的大腦從而減輕疼痛的神經(jīng)機制，尚不清楚。
此次研究中，研究人員首先給爪子發(fā)炎的小鼠播放3種不同類型的聲音，分別是舒緩的音樂，不協(xié)調(diào)的音符以及白噪音。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這3種聲音在低強度（大約是耳語的水平）播放時，都能夠有效緩解小鼠的疼痛，而在高強度播放時則無明顯的鎮(zhèn)痛效果。
有研究假說認為聲音的鎮(zhèn)痛效果可能與治療環(huán)境密切相關(guān)。因此，研究人員又將小鼠放置在不同強度背景聲音的環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)高出環(huán)境噪音約5分貝的聲音能夠有效緩解小鼠的疼痛。至此，研究人員建立了聲音鎮(zhèn)痛的小鼠模型。
“令人驚訝的是，對小鼠而言，聲音與環(huán)境噪音之間微弱的聲強差，對聲音的鎮(zhèn)痛作用至關(guān)重要，而不是聲音的旋律。”該論文第一作者、中國科學技術(shù)大學生命科學與醫(yī)學部特任副研究員周文杰博士說。
那么，聲音發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的神經(jīng)機制又是什么？
聽皮層是聲音處理的最高級大腦中樞，會對聽到的聲音進行精細分析。研究人員利用病毒作為神經(jīng)示蹤劑，對小鼠的聽皮層輸出進行了全腦追蹤，發(fā)現(xiàn)了聽皮層神經(jīng)元大量投射到軀體感覺丘腦（負責接收來自身體的感覺信號，包括疼痛），并發(fā)現(xiàn)低強度的聲音能夠抑制這種投射。
“研究結(jié)果表明，低強度的聲音通過抑制聽皮層到軀體感覺丘腦的神經(jīng)投射，進而起到緩解疼痛的作用。”周文杰說，這就是聲音鎮(zhèn)痛的皮質(zhì)丘腦回路。然而，除聲音強度外，聲音的旋律，對人類感知疼痛的作用也還需要進一步研究。
針對此項研究，《科學》雜志做了專文評述，指出“通過創(chuàng)建一個研究機制基礎(chǔ)的模型，為音樂/聲音引起鎮(zhèn)痛的研究開辟了新的方向”。
相關(guān)論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4663
標簽： 中國科學技術(shù)大學
