疼痛是什么？幾乎每個(gè)人都非常清楚這個(gè)問(wèn)題的答案。即便是只有幾歲的孩童，生活的經(jīng)驗也足以讓其明了“痛”是一種怎樣的體驗。不過(guò)，要具體描述自己有多痛卻又不那樣簡(jiǎn)單，讓別人知曉自己的疼痛則更加困難。事實(shí)上，對疼痛的客觀(guān)和準確評估是疼痛研究的最大難題之一。 

　　以往研究發(fā)現，疼痛誘發(fā)的gamma頻段高頻振蕩信號（gamma band oscillations，GBO）是最能客觀(guān)反映疼痛程度的特異性生物指標之一(Hu &Iannetti, 2019; Peng et al., 2018)。然而，GBO的神經(jīng)起源一直以來(lái)存在較大爭議：有些研究提示，GBO可能來(lái)源于初級軀體感覺(jué)皮層（primary somatosensory cortex，S1）(Peng et al., 2018; Zhang et al., 2012)，而另一些研究則支持GBO起源于初級運動(dòng)皮層（primary motor cortex，M1）(Schulz et al., 2012)。值得注意的是，這些研究多借助腦電技術(shù)研究GBO的特性，但腦電空間分辨率低，難以明確GBO的腦內神經(jīng)電生理活動(dòng)基礎。 

　　為克服腦電研究的這些缺點(diǎn)、深入探究疼痛誘發(fā)GBO的腦內神經(jīng)來(lái)源，中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗室的岳路鵬博士和胡理研究員開(kāi)發(fā)了同步記錄動(dòng)物皮層腦電（ECoG）和多腦區腦內神經(jīng)活動(dòng)的實(shí)驗范式。在給大鼠施加激光疼痛刺激的同時(shí)，同步記錄大鼠ECoG和雙側S1和M1不同深度的神經(jīng)電生理信號，通過(guò)分析腦內局部場(chǎng)電位（local field potential，LFP）和神經(jīng)元放電（spikes）與ECoG信號的關(guān)系來(lái)揭示GBO的神經(jīng)起源，發(fā)現ECoG記錄到的疼痛誘發(fā)GBO來(lái)源于疼痛刺激對測S1的淺層中間神經(jīng)元。 

　　具體來(lái)說(shuō)，該研究主要提供了四個(gè)方面的研究結果，支持GBO源于疼痛對側S1的假說(shuō)。 

　　第一，相較于其它腦區，位于傷害性疼痛刺激對側的S1淺層LFP的GBO能量最大。 

　　第二，位于傷害性疼痛刺激對側的S1淺層LFP與ECoG所觀(guān)測到的GBO具有最高的相位相關(guān)性，且僅S1淺層內的疼痛誘發(fā)GBO在發(fā)生時(shí)間上早于ECoG記錄到的GBO（圖1）。 

圖1 皮層腦電（ECoG）和雙側初級軀體感覺(jué)運動(dòng)皮層局部場(chǎng)電位（LFP）所記錄到的疼痛誘發(fā)高頻振蕩信號（GBO）在能量和相位上的關(guān)系 

　　第三，S1和M1內的中間神經(jīng)元對疼痛刺激的響應存在著(zhù)重要差異：一方面，對側S1中間神經(jīng)元比同側S1中間神經(jīng)元具有更高的誘發(fā)放電率，而雙側M1中間神經(jīng)元誘發(fā)放電率則沒(méi)有顯著(zhù)差異；另一方面，S1中間神經(jīng)元比M1中間神經(jīng)元具有更強的興奮性響應和更弱的抑制性響應。 

　　第四，僅對側S1淺層的中間神經(jīng)元放電與ECoG記錄到的疼痛誘發(fā)GBO高度相關(guān)（圖2）。 

圖2 雙側軀體感覺(jué)運動(dòng)皮層的神經(jīng)元放電（spikes）與皮層腦電（ECoG）所記錄到的疼痛誘發(fā)高頻振蕩（GBO）的關(guān)系 

　　這些研究結果相互印證，揭示了疼痛誘發(fā)GBO的神經(jīng)起源，加深了人們對GBO這一潛在的疼痛客觀(guān)評估指標的神經(jīng)電生理機制的認識。 

　　研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域國際知名期刊The Journal of Neuroscience。 

　　該研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金委項目（31822025和31671141）、中國科學(xué)院心理研究所科研啟動(dòng)基金（Y6CX021008）等資助。 

　　論文信息： 

　　Yue, L. P., Iannetti, G. D., & Hu, L. (2020). The neural origin of nociceptive-induced gamma band oscillations. The Journal of Neuroscience. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0255-20.2020 

　　論文鏈接： 

　　https://www.jneurosci.org/content/early/2020/03/27/JNEUROSCI.0255-20.2020 

　　參考文獻： 

　　Hu, L., &Iannetti, G. D. (2019). Neural indicators of perceptual variability of pain across species. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(5), 1782–1791. 

　　Peng, W., Xia, X., Yi, M., Huang, G., Zhang, Z., Iannetti, G., & Hu, L. (2018). Brain oscillations reflecting pain-related behavior in freely moving rats. Pain, 159(1), 106–118.  

　　Schulz, E., Tiemann, L., Witkovsky, V., Schmidt, P., &Ploner, M. (2012). Gamma oscillations are involved in the sensorimotor transformation of pain. Journal of Neurophysiology, 108(4), 1025–1031.  

　　Yue, L. P., Iannetti, G. D., & Hu, L. (2020). The neural origin of nociceptive-induced gamma band oscillations.The Journal of Neuroscience. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0255-20.2020 

　　Zhang, Z. G., Hu, L., Hung, Y. S., Mouraux, A., &Iannetti, G. D. (2012). Gamma-band oscillations in the primary somatosensory cortex—A direct and obligatory correlate of subjective pain intensity. The Journal of Neuroscience, 32(22), 7429–7438.