疼痛是一種不愉快的主觀(guān)體驗，對疼痛感知的敏感性存在較大的個(gè)體間差異。深入理解疼痛敏感性個(gè)體差異的產(chǎn)生機制對于解釋慢性疼痛的易感性并進(jìn)行個(gè)性化疼痛管理具有重要意義。已有研究提示疼痛敏感性的個(gè)體差異可能受到基因-腦和心理狀態(tài)/特質(zhì)-腦之間復雜的相互作用所影響。然而，由于這些因素之間的相互作用具有復雜多樣性，缺乏一個(gè)可以整合大腦、基因和心理因素的模型來(lái)解釋疼痛敏感性的個(gè)體差異。

　　鑒于此，中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗室涂毅恒研究組招募了450名健康被試（包括160名男性和290名女性），通過(guò)冷壓痛測試測量個(gè)體的疼痛敏感性水平（包括疼痛閾限和耐受閾限），同時(shí)收集了結構、靜息態(tài)功能磁共振影像、遺傳數據和心理量表評分(包括疼痛災難化、疼痛恐懼和疼痛焦慮)，以研究多模態(tài)大腦共變模式、遺傳表型和心理因素如何影響疼痛敏感性的個(gè)體差異。

　　研究采用多模態(tài)融合算法（mCCA-jICA）提取出14對多模態(tài)（腦結構和腦功能）共變模式（IC），結果發(fā)現兩種疼痛敏感性指標分別與兩對ICs相關(guān)。其中，疼痛閾限與IC1顯著(zhù)相關(guān)，該模式主要涉及的腦區與自我意識、疼痛的感覺(jué)辨別和認知評估成分有關(guān)（圖1A）；而疼痛耐受閾限與IC2相關(guān)，該模式不僅涉及疼痛的感覺(jué)辨別成分，還涉及疼痛信息加工的動(dòng)機-情感成分和注意加工（圖1B）。在這些大腦模式下具有較大權重的個(gè)體表現有更高的疼痛敏感性。

　　通過(guò)篩選與冷痛相關(guān)的基因，研究發(fā)現攜帶位于脂肪酸酰胺水解酶(FAAH)基因中的SNP rs4141964不同表型的個(gè)體間的疼痛閾限及IC1權重值有顯著(zhù)差異。中介分析結果顯示，多模態(tài)共變腦模式IC1中介了SNP rs4141964對疼痛閾限的影響（圖1C）。在心理因素中，結果發(fā)現只有疼痛災難化評分既與疼痛耐受閾限呈顯著(zhù)負相關(guān)，又與IC2的權重值呈顯著(zhù)正相關(guān)。中介分析顯示，多模態(tài)共變腦模式IC2可中介疼痛災難化與疼痛耐受性之間的關(guān)系（圖1D）。這些結果說(shuō)明，疼痛閾值可能更容易受到基因型等穩定生理因素的影響，而疼痛耐受性可能更容易受到心理變量所影響。

圖1. IC1 (A)和IC2 (B)的腦圖以及兩者分別在SNP rs4141964與疼痛閾限（C）和疼痛災難化與疼痛耐受閾限（D）關(guān)系中的中介作用

　　綜上所述，研究者提出了一個(gè)整合大腦、基因和心理因素的模型來(lái)解釋疼痛敏感性的個(gè)體差異（圖2），該模型強調了多模態(tài)大腦共變模式在基因/心理因素和疼痛敏感性之間關(guān)聯(lián)中的關(guān)鍵作用，加深了人們對大腦、基因和心理因素之間復雜的相互作用對個(gè)體間疼痛敏感性差異貢獻的理解。

圖2. 大腦-基因-心理相互作用解釋個(gè)體間疼痛敏感性機制的模型

　　該研究受到科技創(chuàng )新-2030青年科學(xué)家項目(2022ZD0206400)、國家自然科學(xué)基金(32200901、32171078和32322035)、中國博士后科學(xué)基金(2022M723363)和中國科學(xué)院心理研究所科學(xué)基金(E0CX52、E2CX4015、E2CX6815CX)的支持。論文第一作者為心理所博士后張會(huì )娟，通訊作者為涂毅恒研究員。研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于Pain。

　　論文信息：

　　Zhang, H., Zhao, L., Lu, X., Peng, W., Zhang, L., Zhang, Z., Hu, L., Cao, J., & Tu, Y. (2023). Multimodal covarying brain patterns mediate genetic and psychological contributions to individual differences in pain sensitivity. Pain. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000003103