當(dāng)疼痛同時(shí)來(lái)自多個(gè)源頭時(shí)——例如，紙片劃破皮膚后又接觸熱水——這種體驗(yàn)可能顯得格外強(qiáng)烈。但這種強(qiáng)烈的痛感只是不同刺激引起感覺(jué)的簡(jiǎn)單相加，還是大腦通過(guò)某種方式整合這些信號(hào)，從而放大了整體痛感？
研究人員早已知道，疼痛是高度主觀的，不僅受到傷害性刺激強(qiáng)度的影響，還受到認(rèn)知因素的調(diào)節(jié)，比如對(duì)疼痛的感知指導(dǎo)。然而，大腦如何將不同的疼痛信號(hào)整合成一個(gè)統(tǒng)一的體驗(yàn)，尤其是在涉及多種刺激源的復(fù)雜狀況中，這一點(diǎn)此前并不十分明確。
發(fā)表在《Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences》的新研究揭示了感知指導(dǎo)如何影響人類(lèi)大腦對(duì)疼痛的整合，例如指導(dǎo)參與者將疼痛體驗(yàn)為獨(dú)立的感覺(jué)還是一個(gè)整合的多模式整體。該研究不僅詳細(xì)分析了這一過(guò)程的運(yùn)作機(jī)制，還識(shí)別了其相關(guān)的神經(jīng)基礎(chǔ)。
由中國(guó)科學(xué)院心理研究所的孔亞卓博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參與者按照感知指導(dǎo)去體驗(yàn)疼痛時(shí)，多模式疼痛的整合過(guò)程顯著增強(qiáng)了整體疼痛感知，這種增強(qiáng)效應(yīng)超越了單純由觸覺(jué)、溫?zé)岬壬眢w感覺(jué)輸入疊加所能解釋的程度。研究人員還發(fā)現(xiàn)，這一整合過(guò)程主要由楔前葉執(zhí)行，該腦區(qū)位于大腦兩半球之間、后扣帶皮層后方。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)，參與者的腳部同時(shí)接受熱、壓力和電刺激（根據(jù)摘要補(bǔ)充刺激部位）。這些刺激被單獨(dú)施加（單一模式）或組合施加（雙重模式），實(shí)驗(yàn)條件包括有或沒(méi)有指導(dǎo)參與者集中注意力于整體的疼痛體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中使用功能性磁共振成像（fMRI）記錄腦部活動(dòng)，并同步收集參與者的主觀疼痛評(píng)分。
圖片鏈接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1079376
圖片信息：A. 實(shí)驗(yàn)設(shè)置；B. 在感知指導(dǎo)下，聯(lián)合疼痛評(píng)分與單一模式疼痛評(píng)分存在顯著差異；C. 楔前葉激活強(qiáng)度與疼痛整合效應(yīng)呈正相關(guān)；D. 楔前葉的大腦活動(dòng)與參與者對(duì)混合疼痛狀況的疼痛感知之間具有很強(qiáng)的相似性
結(jié)果表明，在雙重模式刺激下，當(dāng)參與者被指導(dǎo)專(zhuān)注于整體疼痛時(shí)，他們報(bào)告的疼痛等級(jí)顯著高于沒(méi)有這種指導(dǎo)時(shí)的評(píng)分。有趣的是，當(dāng)刺激強(qiáng)度低于疼痛閾值（即非傷害性刺激）時(shí)，這種由指導(dǎo)引發(fā)的疼痛感知增強(qiáng)現(xiàn)象消失了。這些發(fā)現(xiàn)表明，整合帶來(lái)的疼痛放大效應(yīng)在很大程度上依賴(lài)于自上而下的認(rèn)知調(diào)節(jié)（如感知指導(dǎo)），而非不同刺激引起感覺(jué)的簡(jiǎn)單相加。
楔前葉被確定為多模式疼痛整合過(guò)程中的關(guān)鍵樞紐。研究發(fā)現(xiàn)，楔前葉的血氧水平依賴(lài)（BOLD）信號(hào)強(qiáng)度與整合程度量化后的疼痛評(píng)分之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。此外，楔前葉的神經(jīng)活動(dòng)模式與參與者報(bào)告的疼痛感知模式之間表現(xiàn)出高度相似性，這進(jìn)一步表明楔前葉在將疼痛信息整合為一個(gè)連貫且強(qiáng)度被放大的疼痛體驗(yàn)中發(fā)揮著核心作用。
該研究確證了楔前葉在多模式疼痛整合過(guò)程中的關(guān)鍵作用，以及感知指導(dǎo)在顯著提升整體疼痛感知體驗(yàn)中的重要性。
“這些發(fā)現(xiàn)為管理復(fù)雜疼痛狀況的多維度方法提供了理論基礎(chǔ)，”孔博士表示。“理解感知情境如何調(diào)控疼痛整合，能為未來(lái)研究提供啟示，尤其是在面對(duì)復(fù)雜或難以明確定位的疼痛體驗(yàn)時(shí)。”
期刊：Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences
DOI：10.1098/rspb.2025.1229
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