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皮层-丘脑环路调控痛觉敏感性并介导先天恐惧诱发的镇痛效应

2026-04-11 09:54 Yuan-Yuan Li, et al. Nature Communications 阅读 0
核心摘要: 最新发表于《Nature Communications》的研究揭示了大脑皮层与丘脑之间的神经环路在痛觉调节中的关键作用。研究发现,特定皮层-丘脑投射不仅能够精细调控小鼠的痛觉敏感度,还在先天恐惧诱发的镇痛(FIA)现象中扮演核心角色。该发现为理解大脑如何通过神经环路整合情绪与感觉信息,以及开发针对慢性疼痛的新型神经调控疗法提供了重要的理论依据。

在复杂的神经系统中,大脑如何平衡生存需求与疼痛感知一直是一个核心课题。近期,一项发表在《Nature Communications》上的研究深入剖析了皮层-丘脑(corticothalamic)神经环路在痛觉敏感性调节及恐惧诱发镇痛(Fear-Induced Analgesia, FIA)中的关键作用。该研究通过对雄性小鼠的实验,揭示了大脑如何通过特定环路实现对痛觉的“自上而下”控制。

研究团队重点关注了从躯体感觉皮层(S1)到丘脑后核(PO)的投射。实验结果表明,S1-PO环路的激活能够显著改变小鼠对伤害性刺激的反应阈值。通过光遗传学手段,研究人员发现,当选择性地激活这一环路时,小鼠表现出明显的痛觉敏感性改变,这证实了该环路在痛觉信息处理中的门控功能。

更为引人注目的是,该研究阐明了先天恐惧诱发镇痛(FIA)的神经机制。在面临潜在威胁时,动物往往会表现出痛觉抑制,以便更好地逃避危险。研究发现,S1-PO环路在这一过程中起到了关键的介导作用。当小鼠处于恐惧状态时,大脑通过该环路下调了丘脑对伤害性信号的传递,从而实现了镇痛效果。这一发现不仅揭示了情绪状态如何通过神经环路改变感觉处理,还为临床上理解慢性疼痛与情绪障碍的共病机制提供了新的视角。

此外,研究还通过电生理记录和行为学测试,详细描绘了该环路在不同神经元亚群间的信号传递路径。研究指出,S1神经元通过谷氨酸能投射直接作用于PO核团,进而调节下游脊髓水平的痛觉传导。这一精细的调控机制,展示了大脑在处理复杂环境信息时的高度灵活性与适应性。


Journal Reference: Li, Y.Y., et al. A corticothalamic circuit modulates pain sensitivity and mediates innate fear-induced analgesia in male mice. Nature Communications (2024). 

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