人类的疼痛信号比之前所知的要快
根据瑞典Linköping大学、英国利物浦约翰摩尔斯大学和美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员的一项新研究,疼痛信号可以像触摸信号一样快速传播。这种快速疼痛信号系统的发现挑战了我们目前对疼痛的理解。这项研究发表在科学杂志上科学的进步.
迄今为止,人们一直认为,疼痛的神经信号传递比触摸的神经信号传递要慢。后一种信号能让我们确定自己被触碰的位置,它是由神经传导的,神经的髓磷脂脂肪鞘与神经绝缘。有一层厚髓磷脂的神经比无髓磷脂的神经传导信号更快。相比之下,人类的疼痛信号被认为要慢得多,由只有一层薄薄的髓磷脂的神经传递,或者根本没有髓磷脂。
另一方面,在猴子和许多其他哺乳动物中,疼痛信号系统的一部分可以传导神经信号就像触控信号系统一样快。科学家们想知道这种系统是否也存在于人类中。
Linköping大学临床与实验医学系和社会与情感神经科学中心(CSAN)的首席研究工程师Saad Nagi问道:“感知疼痛的能力对我们的生存至关重要,那么为什么我们的疼痛信号系统要比用于触摸的系统慢这么多,而且比它可能达到的速度要慢这么多呢?”
为了回答这个问题,科学家们使用了一种技术,使他们能够检测到来自单个神经细胞的神经纤维中的信号。他们检查了100名健康志愿者,并寻找神经细胞它传递信号的速度和感知触摸的神经细胞一样快,但它具有疼痛感受器的特性,也被称为痛觉感受器。痛觉感受器的特点是能够检测到有害刺激,如皮肤的挤压和擦伤,而对轻触没有反应。研究人员发现,12%的厚髓鞘神经细胞具有与疼痛感受器相同的特性,而且在这些神经细胞中,传导速度与触摸敏感神经细胞一样快。
下一步是确定这些超快疼痛感受器的功能。通过对测量电极施加短电脉冲,他们可以刺激单个神经细胞。志愿者描述他们经历了刺痛或针刺般的疼痛。
“当我们激活单个神经细胞时,它会引起疼痛感,所以我们得出结论,这些神经细胞都与大脑中的疼痛中枢有关,”Saad Nagi说。
研究小组还调查了患有各种罕见神经疾病的患者。其中一组人在成年后神经受损,导致有髓鞘的神经纤维被破坏,而小的神经纤维却完好无损。这些患者无法察觉轻微的触摸。科学家们预测髓鞘的丧失神经纤维也会影响他们发现的快速传导疼痛系统。结果发现,这些人对机械性疼痛的感受能力受损。对另外两种罕见神经疾病患者的检查也得出了类似的结果。这些结果可能对疼痛的研究以及对疼痛患者的诊断和护理具有重要意义。
“越来越明显的是,厚髓鞘神经纤维当疼痛是由机械原因引起时,它会增加疼痛的体验。我们的研究结果挑战了教科书上关于快速触摸信号系统和较慢触摸信号系统的描述信号疼痛。我们建议疼痛能像触摸Saad Nagi说。
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