Science：中美科学家联手揭示声音通过听觉皮层-丘脑回路缓解疼痛机制

在一项新的研究中，来自中国科学技术大学、安徽医科大学、安徽中医药大学和美国国家卫生研究院的研究人员确定了声音在小鼠身上减弱疼痛的神经机制。这一发现可能有助于开发更安全的治疗疼痛的方法。相关研究结果发表在2022年7月8日的Science期刊上，论文标题为“Sound induces analgesia through corticothalamic circuits”。论文通讯作者为中国科学技术大学的张智（Zhi Zhang）教授、安徽医科大学的陶文娟（Wenjuan Tao）副教授和美国国家卫生研究院的Yuanyuan (Kevin) Liu博士。

这些作者指出，人们需要更有效的方法来控制急性和慢性疼痛，而这要从更好地了解调节疼痛的基本神经过程开始，而通过在小鼠中发现介导声音减痛效果的神经回路，这项新的研究增加了关键的知识，最终可能有助于开发治疗疼痛的新方法。

追溯到1960年，对人类的研究已表明，音乐和其他类型的声音可以有助于减轻急性和慢性疼痛，包括牙科和内科手术、分娩和癌症带来的疼痛。然而，大脑如何实现这种疼痛减轻（即镇痛作用），却不太清楚。

Liu说，“人类的大脑成像研究已提示着大脑的某些区域与音乐诱导的镇痛作用有关，但这些只是关联。在动物身上，我们可以更充分地探索和操纵神经回路，以确定所涉及的神经基质。”

这些作者首先让有炎症的小鼠接触三种类型的声音：一段令人愉快的古典音乐，同一段音乐的不愉快的重新排列，以及白噪音。令人惊讶的是，所有这三种类型的声音，当以相对于背景噪音（大约是耳语的水平）的低强度播放时，减少了这些小鼠的疼痛敏感性。同样声音的较高强度播放对它们的疼痛反应没有影响。

Liu说，“让我们感到惊讶的是声音的强度，而不是声音的类别或感知到的愉悦感，会影响疼痛反应。”

为了探索这种影响背后的大脑回路，这些作者使用非传染性病毒和荧光蛋白来追踪大脑区域之间的联系。他们确定了一条从接收和处理声音信息的听觉皮层到丘脑的路线，丘脑是身体感觉信号（包括疼痛）的中转站。在自由活动的小鼠中，低强度的白噪声降低了丘脑中通路接收端的神经元的活动。

图片来自Science, 2022, doi:10.1126/science.abn4663。

在没有声音的情况下，用基于光和小分子的技术抑制该通路，模拟了低强度噪声的疼痛阻断作用，而激活该通路则恢复了这些小鼠对疼痛的敏感性。

Liu说，目前还不清楚人类是否有类似的大脑过程，或者声音的其他方面，如感知到的和谐性或愉悦性，是否对人类缓解疼痛很重要。

他说，“我们不知道人类的音乐对啮齿动物是否意味着什么，但它对人类有许多不同的意义---你有很多情感成分。”

这些结果可能为科学家们提供一个研究的起点，以确定这些动物研究结果是否适用于人类，并最终可能为用于治疗疼痛的阿片类药物开发更安全的替代物提供信息。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Wenjie Zhou et al. Sound induces analgesia via corticothalamic circuits. Science, 2022, doi:10.1126/science.abn4663.

Rohini Kuner. Sounding out pain. Science, 2022, doi:10.1126/science.add0640.