大脑是如何将热量转化为疼痛的?
自从1664年法国哲学家和科学家勒内·笛卡尔首次声称大脑负责感觉疼痛以来,世界发生了变化。
然而,一个关键问题仍然存在:人类大脑究竟是如何感受到疼痛的?具体来说,就是烹饪时接触明火或热锅时的热痛。
凯斯西储大学医学院神经科学系的一组研究人员认为他们已经找到了答案——一种涉及脊髓神经元和脑皮层的神经回路信号通路是如何感知灼痛的原因。
他们相信他们最近发表在杂志上的发现神经元,可能会导致更多有效的治疗对于慢性病理性疼痛,如枪击、刺痛和灼痛,因为它们可能涉及相同的信号通路。
“我们知道,热寒冷、压力和瘙痒对我们皮肤的刺激会在大脑中产生相应的感觉。然而,脊髓中编码热信号的神经元还不清楚,”该研究的第一作者、医学院博士后王洪生说。“我们的研究在脊髓中发现了一组热感觉所需的中间神经元。我们还发现一种信号通路有助于由炎症或神经损伤引起的热过敏。”
这项研究
大脑控制着我们所做的一切,从我们对周围世界的感知到我们如何移动身体和体验感觉。这一过程涉及到神经元,神经元是在大脑和神经系统之间传递信息的信使细胞。神经元通过全身复杂的电路发送信息。
研究小组通过分析小鼠模型及其对加热板的反应,观察了脊髓中的神经元及其在热痛中的作用。在这一过程中,研究小组发现了一种“新”或新发现的脊髓神经元(称为ErbB4+)的激活,这种神经元将热信号传递给大脑脊髓.
研究小组想进一步研究这些神经元是否专门负责热痛。有几种方法可以测试这一点,包括破坏ErbB4+神经元。
研究人员表达了一种专门针对ErbB4+神经元的毒素。一旦神经元被破坏,对热痛的反应就会减弱。这表明,ErbB4+神经元与热痛的感知方式密切相关,当热痛被破坏时,疼痛的感觉并不会减少。
他们还检测了神经调节蛋白1 (NRG1)的作用,NRG1是一种参与许多细胞功能的蛋白质。他们发现NRG1及其受体酪氨酸激酶ErbB4(通常被称为NRG1信号通路)也与热痛感有关。
研究结果
“疼痛是一种我们都经历过的感觉。对我们大多数人来说,疼痛是暂时的,”林梅教授说,她是医学院神经科学系主任,也是该研究的通讯作者。然而,对于病理性疼痛的患者来说,疼痛体验是无止境的,几乎没有缓解的希望。科学家们一直认为这是神经元活动失调的结果。”
梅教授说,他们的研究表明,通过注射ErbB4+抑制剂或NRG1中和肽,可以减轻病理性疼痛。
这些发现的应用可能会超越病理性疼痛的治疗。
“NRG1和ErbB4都是许多脑部疾病的风险基因,包括重度抑郁症以及精神分裂症。”“进一步的研究证明热痛和病理性疼痛的机制是否也在不同类型的疼痛中起作用疼痛经历过的人大脑障碍。”
进一步探索