「首次」在大脑中检测到慢性疼痛

据研究人员报道，慢性疼痛首次在人脑中被检测到。真实世界的信号主要出现在眶额叶皮质。

加州大学旧金山分校的研究人员，给4例顽固性神经性疼痛的患者植入了颅内电极，并在几个月的时间里从他们身上收集数据。在3到6个月的时间里，参与者每天在家报告几次他们的疼痛程度，同时电极记录了他们的大脑活动。

正面x射线图像——记录电极连接到两侧大脑刺激和记录植入物。

在美国，慢性疼痛的患病率约为 21% ，影响了约 5,160 万成年人。慢性疼痛新病例比糖尿病、抑郁症或高血压新病例发生的频率更高。

疼痛是生物体可以拥有的最基本的体验之一。尽管如此，我们对疼痛的机理仍有很多不了解。目前，慢性疼痛没有客观的生物标志物来帮助指导诊断和治疗。通过开发更好的工具来研究和潜在地影响大脑中的疼痛反应，研究者希望能为慢性疼痛的人提供更多选择。

研究人员在《自然-神经科学》杂志上写道，记录显示慢性疼痛状态大多与眶额叶皮层的活动变化有关。这与短暂或急性疼痛不同，后者与前扣带皮层信号有关。功能性核磁共振显示，在急性疼痛实验中，前扣带皮层和眶额皮质区域被激活。

研究者想知道这些区域是否也在大脑处理慢性疼痛中发挥作用。他们最感兴趣的问题是，疼痛如何随着时间的推移而变化，以及哪些大脑信号可能对应或预测高水平的慢性疼痛。

研究者通过手术将电极植入了四名参与者的前扣带皮层和眶额叶皮质。三名参与者中风后疼痛，一名有幻肢痛。

参与者被要求评估他们正在经历的疼痛——强度、疼痛类型以及疼痛给他们带来的感觉，每天都要评估几次。然后，他们点击了一个遥控设备，对那一刻进行了30秒的大脑记录。

利用机器学习方法，研究人员从高灵敏度的眶额叶皮层活动中，成功地预测了每个人的疼痛严重程度评分。每个人都表现出独特的大脑活动，每个患者的生物标志物实际上就像一个独特的指纹。

在另一项分析中，Shirvalkar和同事研究了前扣带皮层和眶额叶皮质对急性热痛的反应。在两名参与者中，前扣带皮层的活动预测了急性疼痛反应。

研究结果表明，眶额叶皮层的信号可以追踪当前神经性疼痛综合征的慢性疼痛严重程度，如中风后中枢性疼痛或幻肢痛。数据还表明，在慢性疼痛患者中，大脑处理慢性和急性疼痛的方式可能不同。

研究人员补充说，未来涉及更多参与者的工作可能有助于确定不同疼痛状况下的眶额叶皮层活动是否相同，或者不同疼痛状况下的人的特征如何不同。类似的信号是否可以用脑电图(EEG)无创记录，也是尚不清楚。

这项研究是由美国国立卫生研究院的“BRAINopens”和“HEALopens”倡议支持的，可能是开发追踪和治疗慢性疼痛新方法的第一步。希望从这些初步发现中获得有效的、非成瘾性的疼痛治疗方法。

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参考文献

Shirvalkar P, et al "First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers" Nat Neurosci 2023; DOI: 10.1038/s41593-023-01338-z.

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