综述:人类下行痛觉调制研究进展

《Frontiers in Pain Research》:A review of descending pain modulation in humans

【字体: 时间:2026年06月04日 来源:Frontiers in Pain Research 2.7

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  下行痛觉调控在动物模型中已被广泛研究,近期针对人类的研究为该复杂机制提供了新的见解。本综述旨在系统探讨人类下行痛觉调制过程,以阐明机体痛觉调控的神经生理基础。研究人员检索PubMed数据库中涉及人脑或脊髓痛觉调制机制的一手研究文献,排除专著章节、动物模型研究及

  
下行痛觉调控在动物模型中已被广泛研究,近期针对人类的研究为该复杂机制提供了新的见解。本综述旨在系统探讨人类下行痛觉调制过程,以阐明机体痛觉调控的神经生理基础。研究人员检索PubMed数据库中涉及人脑或脊髓痛觉调制机制的一手研究文献,排除专著章节、动物模型研究及综述类文章。研究结果一致表明,导水管周围灰质(periaqueductal grey, PAG)与吻端髓质(rostral medulla)是下行痛觉调制的中心枢纽;前额叶皮层(prefrontal cortex)、前扣带回皮层(anterior cingulate cortex)、岛叶及杏仁核等皮质区域的贡献则具有情境依赖性。认知与情绪过程——包括注意力分散、意象引导、音乐干预、灾难化思维及焦虑——可通过改变皮质与脑干区域间的功能连接调控下行痛觉通路。研究同时明确了相关治疗应用价值:经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)与脊髓电刺激(spinal cord stimulation, SCS)可作用于下行调制回路并产生调控效应。上述研究标志着人类对痛觉调制机制的理解取得了重要进展,同时也凸显了在人类群体中开展进一步研究的必要性,以明确现有推论的科学性。

引言

下行痛觉调制是一种涉及伤害性传递与抗伤害性传递通路活动动态平衡的复杂机制,其可对痛觉感知产生抑制性或易化性调控,在健康人群及临床人群中均发挥关键作用。动物研究已为该领域奠定了扎实的基础理论,而人类神经影像学、神经心理学及临床研究进一步拓展了学界对人类下行调制机制的认知。本综述通过纳入一手人类研究,系统解析下行痛觉通路在正常状态及不同条件下的运作模式,以清晰呈现人类下行痛觉调制的功能架构与临床相关性。

方法

研究人员通过PubMed数据库检索文献,检索策略为(“descending pain”)AND(modulation OR regulation)AND(Human)AND(brain OR brainstem OR cord)NOT(review)。排除标准包括非一手来源、未纳入人类受试者、重复文献,以及未涉及下行痛觉机制的研究。所有文献由两名研究者独立筛选,采用Covidence软件管理参考文献以降低偏倚:首先进行标题与摘要初筛,随后对符合标准的文献进行全文评估以确定最终纳入资格。最终纳入的研究按核心主题划分为四个模块,部分研究可归属多个模块。

结果

研究筛选流程

共从PubMed检索到156项研究,经Covidence识别并排除6篇重复文献后,剩余150篇进入标题与摘要筛选阶段,其中27篇因使用动物模型被排除。123篇文献进入全文筛选,最终37篇被排除:5篇因研究设计不符(如教材章节、综述),32篇因未充分聚焦下行痛觉调制主题。最终86项研究符合纳入标准进入分析,无正在进行或待分类的研究。筛选流程详见PRISMA流程图。
研究人员将最终纳入的86项研究按核心主题分为四个部分:下行痛觉网络的功能连接、影响痛觉调制的心理因素、下行痛觉调控涉及的神经递质、下行痛觉调制异常相关的临床因素。

下行痛觉结构的功能连接

该部分研究在伤害性信号传递与痛觉处理的神经解剖及生理学基础上,进一步揭示了人类下行痛觉调制的具体运作模式及其在疾病状态下的改变特征。相关功能连接可分为痛觉抑制相关连接与痛觉易化相关连接两类。
导水管周围灰质与吻端髓质
位于中脑的导水管周围灰质(PAG)通过对脊髓伤害性处理施加自上而下的控制,在下行痛觉调制中发挥关键作用。功能连接研究证实PAG激活与疼痛评分呈负相关,提示其具有下调痛觉的功能。需注意功能连接反映的是脑区之间的活动协调性,而非直接的解剖学连接,其相互作用很可能通过多突触通路介导。下行输出主要由5-羟色胺能和去甲肾上腺素能系统介导,而PAG内的阿片肽能信号被认为可通过抑制上行通路触发镇痛效应。研究显示,瑞芬太尼等阿片受体激动剂可增强PAG至脊髓的功能连接,且阿片受体激活后,脊髓背角的血氧水平依赖(blood oxygen level dependent, BOLD)反应减弱,提示阿片释放可抑制上行痛觉传递。PAG接收来自脊髓背角体感拓扑组织的上行痛觉纤维输入:三叉神经与枕神经分支刺激的功能磁共振成像研究显示,C2、C3皮节(分布于后头皮与颈部)的信号投射至PAG最颅侧簇,而三叉神经分支(V1-V3,分布于面部)的表征则呈颅侧至尾侧的降序排列。该信息同时通过功能连接传递至初级体感皮层,最终形成意识层面的痛觉感知。
PAG与吻端腹内侧髓质(rostral ventromedial medulla, RVM)存在双向连接,共同构成下行痛觉调制的核心通路。RVM位于髓质吻侧,接收PAG输入并向脊髓背角投射,是PAG至脊髓信号传递的中继站。研究显示RVM活动增强与镇痛效应提升相关,且纳洛酮可阻断安慰剂镇痛效应并降低PAG与RVM的BOLD反应,证实该通路依赖阿片信号传导。RVM包含大缝际核(nucleus raphe magnus, NRM)的5-羟色胺能核团与巨细胞网状核(nucleus gigantocellularis, NGc)的延髓网状核团,二者均在下行痛觉调控中发挥重要作用。NRM接收蓝斑、PAG及臂旁核的输入,向脊髓背角投射并持续下调痛觉;而NGc的BOLD信号变化与疼痛评分呈正相关,提示其可能参与伤害性输入后的痛觉调节反应,但具体机制仍需进一步验证。
丘脑
丘脑在痛觉调制回路中扮演独特角色:它接收脊髓背角的上行输入,并广泛投射至初级与次级体感皮层、初级运动皮层,被认为是不同痛觉调制通路的汇聚节点,但其本身并非下行痛觉调控的主要效应器。功能连接研究结果支持这一结论:部分研究发现丘脑与腹外侧PAG的功能连接与偏头痛疼痛强度呈正相关,另一项研究则显示二者呈负相关,提示该关系具有情境依赖性。丘脑接收来自背外侧前额叶皮层(dlPFC)与前扣带回皮层(ACC)的输入,这些皮质区域的差异化影响可能是研究结果不一致的原因。丘脑与PAG的连接反映功能协调而非直接解剖投射,其对PAG介导的痛觉调制的影响很可能通过间接的多突触通路实现,因此丘脑更可能作为中间枢纽,连接参与下行痛觉调制的皮质与脑干回路。
下丘脑
现有研究表明,下丘脑通过下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、其与PAG及其他脑区的连接参与下行痛觉调控。偏头痛患者的下丘脑-PAG功能连接随疾病严重程度与发作频率升高而增强,提示下丘脑可促进慢性偏头痛进展、加重疼痛。纤维肌痛患者的下丘脑-PAG功能连接较健康对照显著升高,提示下行痛觉抑制作用失调及疼痛应激反应增强。在丛集性头痛中,氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG-PET)显示下丘脑活动在发作期并未持续升高,提示其主要参与疼痛的启动而非持续维持过程。综上,下丘脑可通过影响下行控制网络与应激系统提高痛觉敏感性,尤其在慢性疼痛状态下作用更为突出。
前额叶皮层
前额叶皮层(PFC)在下行痛觉调制中发挥复杂的多维度调控作用,可分为由背外侧前额叶皮层(dlPFC)与腹外侧前额叶皮层(vlPFC)构成的外侧PFC,以及包含腹内侧前额叶皮层(vmPFC)的内侧PFC(mPFC)。dlPFC主要调控下行痛觉调制的认知与感知层面:研究显示,针灸疗法通过减弱对伤害性刺激的注意,可降低右侧dlPFC-腹外侧PAG连接并促进镇痛;dlPFC与PAG之间的白质束完整性也与痛觉敏感性相关。功能连接研究进一步证实,dlPFC-dACC连接与PAG活动及安慰剂镇痛效应呈正相关,提示dlPFC可能通过投射至dACC进而激活PAG,启动下行痛觉抑制。此外,dlPFC与PAG的直接连接增强通常与镇痛反应降低相关,dlPFC与后丘脑的连接增强则与偏头痛患者的疼痛强度升高相关,提示该区域可提高个体对疼痛的感知觉敏感度。
mPFC的功能与dlPFC类似,但其活动增强通常与更高的疼痛评分相关,尤其是其与PAG的功能连接增强多见于慢性疼痛研究。不过也有研究显示,慢性疼痛患者右侧mPFC活动增强与镇痛效应提升相关,提示其功能可能具有灵活性。vmPFC作为mPFC的亚区,可向PAG与dlPFC投射,现有理论认为其可通过投射至PAG抑制疼痛,但也有研究提示其可能破坏PAG-外侧PFC连接从而促进疼痛,具体机制仍需更多证据支持。
前扣带回皮层
前扣带回皮层是下行痛觉调控的重要输入脑区,负责传递高级皮质区域的信息。膝下前扣带回皮层(sgACC)与PAG的功能连接在持续性疼痛测试中表现活跃,其连接增强与更高疼痛评分相关。研究显示sgACC接收来自下丘脑与杏仁核的独立通路输入,前者可能与交感神经反应相关,后者参与疼痛的情绪调控。性别差异研究发现,女性sgACC-PAG功能连接更强,男性sgACC-下丘脑结构连接更强,提示两性可能偏好不同的下行痛觉通路。
预期与对疼痛刺激的注意可影响PAG激活水平,该过程被认为受喙侧前扣带回皮层(rACC)调控。rACC-PAG连接增强与疼痛减轻呈正相关,提示该通路可在长期伤害性刺激暴露期间兴奋PAG以促进下行痛觉调控。预期相关研究显示,负性预期(预期更剧烈疼痛)会减弱rACC-PAG功能连接并升高疼痛评分;偏头痛等急性疼痛患者的该通路连接降低,进一步支持其在痛觉调控中的作用。多项研究提示,针灸可能通过增强rACC-PAG连接恢复痛觉调控功能,是潜在的有效治疗手段。
背侧前扣带回皮层(dACC)属于内侧痛觉处理网络,参与整合疼痛的不愉快感与痛苦体验。脑电图研究显示dACC的α波与β波激活增强与灾难化思维(一种以持续反刍、夸大疼痛负性预期为特征的不适应认知模式)程度升高相关;纤维肌痛患者的枕神经激光诱发电位研究也证实,dACC激活降低伴随疼痛评分下降,进一步支持该区域在疼痛情感维度的核心作用。
杏仁核
杏仁核参与情绪处理,并与下行痛觉网络的其他高级结构发生交互。研究显示,右侧腹外侧前额叶皮层(vlPFC)对左侧杏仁核施加自上而下控制,该连接参与认知重评并调控对疼痛刺激的威胁感知,且其强度随年龄增长而衰减,提示老年群体可能逐渐丧失对疼痛自主反应的下行调控能力。左侧杏仁核还与后顶叶皮层的感觉运动区(包括初级体感皮层S1、次级体感皮层S2、初级运动皮层M1)存在功能连接,可能参与疼痛的情感成分处理并抑制伤害性通路。此外,dACC也向杏仁核投射,疼痛期间的记忆任务可增强该区域间功能连接,提示其可能与预期调控或应对策略相关。杏仁核向PAG与腹侧被盖区的投射与慢性疼痛持续时间呈负相关,但其在下行痛觉调控中的具体作用尚未明确。
岛叶
岛叶通过与其他脑区的广泛连接,在痛觉的感觉、情绪与认知调控中发挥关键作用。多项研究显示,岛叶与PAG的连接增强可促进下行痛觉抑制:偏头痛患者的腹外侧PAG-岛叶静息态功能连接降低,提示该通路功能障碍会损害痛觉抑制能力;老年群体的岛叶-PAG连接减弱与条件性痛觉调制(conditioned pain modulation, CPM,即一种伤害性刺激减轻另一种伤害性刺激强度的现象)能力下降相关,提示年龄相关的该通路改变可导致痛觉抑制功能降低。功能磁共振研究进一步显示,左侧后岛叶在疼痛加剧期间BOLD反应升高,而右侧无此表现;正性预期可增强前岛叶-PAG连接,负性预期则会破坏该连接并提高痛觉敏感性。加巴喷丁可降低慢性疼痛患者的后岛叶活动并减轻疼痛感知,提示岛叶在伤害性输入处理与痛觉抑制调控中具有重要地位。此外,丛集性头痛导致的慢性疼痛可引起岛叶灰质体积增加,提示该脑区在反复疼痛刺激下可发生神经可塑性改变。综上,岛叶-PAG连接失调可见于偏头痛、慢性疼痛及老年群体,其连接降低与痛觉敏感性升高及抑制功能受损密切相关。
臂旁核与孤束核
臂旁核(parabrachial nucleus, PBN)位于脑干,接收来自脊髓背角的外周输入,参与痛觉的自主神经调控,可调制PAG-RVM-脊髓下行通路。功能连接研究显示,PBN与孤束核(nucleus tractus solitarius, NTS)、RVM(NRM与NGC)、PAG存在连接,其连接增强与更高的急性疼痛评分相关。该通路仅在伤害性刺激施加期间及之后激活,提示PBN不参与疼痛预期过程。进一步研究显示,PBN的功能连接存在半球差异:左侧PBN与初级运动皮层连接增强,右侧PBN与接受刺激输入的对应体感皮层区域连接增强,提示其在整合持续性疼痛的感觉与运动维度中具有特异性组织模式。
孤束核(NTS)同样参与痛觉的自主神经调控,与PBN及PAG存在功能连接。研究显示NTS-PAG连接在有创刺激前及刺激期间均升高,PBN-NTS连接也在刺激期间增强,提示NTS可能通过在伤害性刺激前调控脊髓兴奋性参与痛觉的持续调节,但该假说仍需更多研究验证。
纹状体
现有研究提示纹状体主要通过与PAG的交互参与痛觉缓解机制。偏头痛治疗后的PAG-纹状体功能连接改变涉及伏隔核、腹侧纹状体与壳核,这些结构与头痛强度降低相关,提示纹状体可通过下行痛觉调制促进镇痛。脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)Val66Met基因多态性研究显示,携带Met/Met变异的个体PAG与纹状体区域及基底节环路的功能连接增强。由于慢性疼痛常伴随痛觉处理从感觉区域向包括基底节在内的边缘环路转移,且该突变会降低BDNF活性,上述发现提示遗传易感性可能影响纹状体在痛觉处理中的参与度,增加慢性疼痛易感风险。此外,慢性头痛患者存在纹状体代谢低下,提示多巴胺能环路紊乱可能导致痛觉调制功能失调。
蓝斑
蓝斑(locus coeruleus, LC)位于脑干,通过下调脊髓伤害性传递调控疼痛。它接收来自PFC与ACC等高级皮质区域经由PAG的输入,并通过NRM向脊髓传递信号。研究显示疼痛期间PAG→LC、LC→NRM、NRM→脊髓的连接均增强,共同参与痛觉抑制,提示存在“皮质→PAG→LC→NRM→脊髓”的下行通路,阐明皮质过程如何影响痛觉感知。此外,LC作为网状激活系统的组成部分,通过释放去甲肾上腺素调控机体唤醒状态,可能在应激介导的镇痛效应中发挥特定作用。
未来方向
现有研究已详细阐明了下行痛觉网络主要结构的功能,其中PAG、PFC与ACC的研究证据最为充分且一致性较高,但NTS、纹状体、PBN等脑干与皮质下结构的研究仍相对匮乏。未来研究应填补这一空白,进一步完善对下行痛觉调制机制的系统性认知。

影响下行痛觉调制的心理因素

多种认知与情绪策略均可调控下行痛觉调制:认知分散等策略可通过抑制痛觉发挥作用,而灾难化思维等过程则会加剧疼痛。研究显示,想象安全愉悦场景等认知干预可降低脊髓伤害性屈肌反射(RIII),减少脊髓伤害性传递;聆听喜爱的音乐也可降低受试者的疼痛评分,该过程由dlPFC介导,通过注意力转移、情绪调节或刺激价值重评改变相关脑区连接。痛觉抑制可通过PFC与ACC至PAG和蓝斑的直接通路,或经丘脑的间接通路实现,最终由LC与PAG经RM降低脊髓伤害性传递,减少岛叶与dlPFC等情绪评估皮质区的反应。慢性疼痛患者(尤其是背痛患者)可通过反馈训练学会调控脊髓伤害性处理,且该训练的镇痛效应具有持久性,提示靶向反馈训练有望通过修饰伤害性通路增强大脑的痛觉调控能力。
显著性注意在痛觉感知与调制中也至关重要:dACC参与疼痛显著性处理,其活动增强会吸引更多注意力并放大疼痛感知强度。慢性疼痛患者的PAG与眶额下回(IFG)功能连接增强,可能提示痛觉抑制功能失调,原因或为注意力过度集中于疼痛;而眶额下回参与负性情绪处理与伤害性信息的认知评估障碍,可促发这种不适应的疼痛聚焦。此外,PAG与前扣带回皮层的功能连接与疼痛强度呈负相关,提示该通路激活可启动下行痛觉控制系统。
注意对痛觉调制的影响还存在性别差异:女性的sgACC至PAG、NRM、内侧丘脑、前中扣带回皮层(aMCC)等功能连接显著高于男性,这些区域介导痛觉习惯化;而男性的sgACC至前岛叶、颞顶联合区的功能连接更强,这些区域参与显著性检测,提示男性对伤害性刺激的注意更持久,痛觉习惯化能力更低。此外,女性的下行痛觉调制相关脑区基线激活水平低于男性,提示其痛觉抑制系统更易受到干扰。
灾难化思维是与不良痛觉调制密切相关的认知因素,可干扰认知调制策略的镇痛效应。纤维肌痛女性的灾难化思维会阻碍认知分散策略的减痛作用,可能因其占用注意资源,进而促进或加重慢性疼痛。慢性背痛患者的灾难化思维评分越高,其脊髓伤害性控制能力越弱,提示下行痛觉通路存在功能失调。灾难化思维不仅损害痛觉抑制,还可能通过提高对伤害性刺激的敏感性增强痛觉感知,是不适应认知过程干扰痛觉调制系统正常功能的潜在机制。
焦虑也是损害下行痛觉抑制的重要认知因素。慢性肌筋膜疼痛综合征伴高焦虑水平的患者存在皮质回路抑制性信号减弱,提示焦虑可破坏痛觉抑制过程并增强痛觉感知。慢性疼痛患者常存在dlPFC等痛觉抑制关键脑区的激活降低,且焦虑与运动皮层兴奋性呈正相关,进一步削弱皮质脊髓的痛觉调制能力。神经痛患者伴焦虑抑郁时,PAG-rACC功能连接减弱,也印证了这一关联。杏仁核与阿片介导的痛觉调控通路交互,在慢性疼痛患者中枢敏化状态下功能下降,可加剧痛觉感知;焦虑还可通过海马结构(HF)活动增强使机体对疼痛的感知更加敏感。尽管现有研究一致支持焦虑是下行痛觉调控的关键干扰因素,但其具体神经机制仍需进一步阐明。
外部社会情绪刺激同样可调控痛觉:观察所爱之人或自身经历疼痛均可触发下行痛觉抑制过程,提示共情可能激活PAG与RM等痛觉抑制相关脑区。慢性疼痛患者的缘上回与PAG连接增强,而缘上回参与共情与社会认知,可能介导社会情绪因素对痛觉感知的影响。相反,悲伤、恐惧等负性情绪可削弱大脑的痛觉抑制能力,加重疼痛感知。不愉快的音乐可增强伤害性屈肌反射并提高疼痛评分,进一步验证了情绪与感官刺激通过下行通路调控痛觉的机制。
综上,下行痛觉调制是受认知、情绪与外部因素共同影响的复杂过程,反馈训练、注意调控与情绪调制等手段可显著改变痛觉感知与抑制。但相关交互的具体神经机制,尤其是慢性疼痛背景下的网络特征仍存在诸多未知,未来研究需进一步明确全脑、脑干与脊髓层面的特异性网络,探索性别差异,并研发针对灾难化思维、焦虑等不适应认知模式的干预策略,以优化疼痛管理。

下行痛觉调制中的神经递质与蛋白质

下行痛觉调制是兴奋性递质、抑制性递质与调节蛋白共同作用的复杂过程。转位蛋白(translator protein, TSPO)基因Ala147Thr多态性的研究显示,TSPO是胶质细胞激活的生物标志物,可导致脑脊液促炎细胞因子水平升高。TSPO配体结合可增强额顶叶网络(参与疼痛预期)的痛觉相关活动,且携带TSPO基因高亲和力结合(HAB)变异的个体较混合/低亲和力结合(MLAB)个体表现出更显著的下行痛觉抑制缺陷与预期性痛觉调制能力降低,同时丘脑谷氨酸浓度升高,且喙侧前扣带回皮层(rACC)内谷氨酸与γ-氨基丁酸(GABA)水平呈正相关,提示兴奋-抑制稳态被破坏。上述改变在纤维肌痛患者与健康对照中均存在,但在纤维肌痛中效应更显著,凸显TSPO可能通过胶质活动、递质平衡与预期性痛觉处理的交互作用,导致个体痛觉调制差异。
为探究GABA能机制在内源性痛觉抑制中的作用,一项双盲安慰剂对照交叉研究评估了GABAA受体激动剂劳拉西泮对健康人群弥漫性伤害性抑制控制(即人类的条件性痛觉调制CPM)的影响。结果显示劳拉西泮显著提高了热痛阈值,提示总体痛觉敏感性降低,但未改变CPM的幅度与模式,提示GABAA受体激活并未显著调控CPM,尽管GABA能信号广泛存在于痛觉相关网络。
质子磁共振波谱(1H-MRS)研究显示,无先兆偏头痛患者发作间期的桥脑谷氨酸能代谢物(Glx,谷氨酸+谷氨酰胺)水平与健康对照无显著差异,提示桥脑兴奋性传递改变在无先兆偏头痛病理机制中作用有限,但丘脑、皮层等其他区域仍可能参与其中。
一项随机双盲安慰剂对照试验评估了褪黑素对乳腺癌患者首次化疗期间下行痛觉调制与神经可塑性标志物的影响,结果显示褪黑素补充可显著改善内源性痛觉抑制,提高热痛阈值与耐受度,并降低血清脑源性神经营养因子(BDNF)、原肌球蛋白受体激酶B(TrkB)与S100B蛋白水平,且上述效应独立于褪黑素对睡眠质量的改善作用,提示其可直接调控神经可塑性与痛觉处理过程。
经颅磁刺激(TMS)与CPM任务研究显示,重度膝骨关节炎患者的皮质沉默期(CSP,刺激后自愿肌肉活动的短暂抑制,反映GABA能抑制活性)短于健康对照,且CSP越短,CPM反应越弱,提示抑制性信号受损可能导致下行痛觉抑制降低。慢性骨关节炎疼痛可能伴随皮质网络向高兴奋性、低抑制性偏移的神经可塑性改变,从而促进持续性痛觉过敏与功能障碍。
综上,调节蛋白与神经递质在痛觉控制中具有重要作用,TSPO与褪黑素是值得深入研究的靶点,但GABA与谷氨酸的作用研究结果尚不一致,需在不同疾病状态与外部影响因素下进一步验证。需注意,GABA、谷氨酸、BDNF、褪黑素相关通路在脑与脊髓中分布广泛,实验发现往往反映的是痛觉处理网络的整体改变,而非特定区域或通路的特异性效应。

行为与临床意义

现有研究为下行痛觉调制的机制解析与临床靶向干预提供了重要依据,其中非侵入性脑刺激通过下调促痛通路、上调镇痛通路发挥作用是核心研究方向,经颅直流电刺激(tDCS)是研究最为充分的干预方式,其通过头皮电极施加低电流调控脑活动。
研究显示tDCS可作为帕金森病、慢性腰痛、膝骨关节炎等疾病慢性疼痛的有效疗法,这类疾病的痛觉调制缺陷显著降低患者生活质量。多项研究报道,对运动皮层或前额叶皮层施加tDCS可短期及长期增强CPM效应,提示其可恢复下行痛觉抑制功能。尽管tDCS的镇痛效应证据日益增多,但其具体机制仍未完全明确。现有假说认为,运动皮层tDCS可激活dlPFC、ACC等已知参与痛觉自上而下调控的皮质区域,这与慢性腰痛、纤维肌痛等疾病中上述区域活动降低的发现相符,但tDCS是否确实通过激活这些通路发挥作用仍需验证。
tDCS的临床应用仍需更多研究支撑:部分CPM未受损的慢性疼痛患者对tDCS无应答,且CPM改变程度与tDCS疗效相关,提示需采用个体化治疗策略应对神经调制的异质性。鉴于下行痛觉调制的个体差异,临床方案应整合神经影像学或神经生理学评估以制定更有效的干预措施。当前tDCS研究在刺激参数、疗程与结局指标上存在差异,亟需统一标准化方案。
脊髓电刺激(SCS)是成熟的慢性神经病理性疼痛疗法,通过植入电极向脊髓施加温和电脉冲,基于闸门控制理论发挥作用:电脉冲刺激脊髓后索的Aβ纤维,激活抑制性中间神经元以阻断伤害性C纤维输入,从而减轻疼痛。传统 tonic 刺激(连续低频脉冲)主要调控编码疼痛部位、温度等感觉特征的侧支痛觉通路,脑电图研究显示其可降低丘脑与初级感觉运动皮层的活动。而短时爆发式刺激(BurstDr)可能优于传统模式:研究显示爆发式刺激可特异性降低参与疼痛注意与显著性的dACC活动,同时降低与疼痛反刍、痛觉调定点调控相关的后扣带回皮层(PCC)活动,还可激活被认为对dACC施加自上而下抑制的前膝前扣带回皮层,在更广泛层面调控痛觉的感觉与情绪成分,是慢性疼痛治疗的潜在优选方案。
此外,功能神经影像学的发展实现了对人群痛觉网络连接的精细解析,为预测治疗反应的生物标志物研发提供了基础。皮质与皮质下痛觉网络的改变特征已成为研究热点,推动整合客观神经影像标志物与主观疼痛评估的个体化治疗方案发展,有助于优化临床决策与治疗效果。
综上,痛觉调制是受神经可塑性、疾病病理与心理因素共同影响的复杂多系统过程,临床应采用药物、神经调控与行为策略相结合的多模式干预以最大化疗效。未来研究还需探索神经调控的长期效应,以及痛觉网络的适应性改变如何维持或削弱治疗的长期获益。

讨论

本次综述纳入的研究显著推进了对下行痛觉调制机制及其影响因素的认知。文献一致证实PAG与RVM等脑干结构是下行抑制与易化通路的核心枢纽;而前额叶皮层、前扣带回皮层、岛叶、杏仁核等高级皮质区域的贡献更具变异性与复杂性,其功能受认知、情绪与环境因素的影响,因此在不同研究中未呈现单一模式。功能与结构研究均显示,注意力分散、情绪意象、音乐等认知策略可通过改变皮质区域间的连接调控下行痛觉;灾难化思维、焦虑等不适应认知过程则会损害下行痛觉控制,破坏高级脑区与脑干的功能连接,提高痛觉敏感性。相关研究也明确了上述知识的临床应用价值,其中tDCS的研究证据最为充分,拓展了对该疗法作用机制与神经通路靶点的理解。
尽管现有研究揭示了大量脑区与通路的功能,但部分机制仍依赖动物模型推断,而动物模型难以完全模拟人类的认知与情绪对疼痛的影响,未来需在人类群体中验证这些发现以明确细节特征。此外,tDCS的临床应用推论仍需更大样本量、访
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