Science:听音乐真疗伤!我国学者揭示声音减轻疼痛感背后的神经机制

Science:听音乐真疗伤!我国学者揭示声音减轻疼痛感背后的神经机制
早在1960年代,一些针对人类的研究就已经发现,音乐和其他类型的声音能够帮助人们缓解急性疼痛和慢性疼痛,例如手术带来的疼痛、牙疼、分娩和癌症导致的疼痛等等。然而,大脑是如何对这些声音产生减轻疼痛的作用,仍然不清楚。
2022年7月7日,中国科学技术大学张智教授、安徽医科大学陶文娟教授、美国国立卫生研究院刘元渊研究员等人在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了题为:Sound induces analgesia through corticothalamic circuits 的研究论文。
 
该研究揭示了声音能够减轻疼痛的神经机制,这一发现为开发更安全的疼痛治疗方法提供了新的方向和思路。
Science:听音乐真疗伤!我国学者揭示声音减轻疼痛感背后的神经机制
 
之前针对人类大脑的成像研究表明,大脑的某些区域与音乐引起的镇痛效果有关,但这些只是关联性研究。因此,在动物模型上进行进一步研究,可以更充分地探索这种作用背后的神经机制。
 
研究团队让爪子发炎(产生炎症性疼痛)的小鼠听三种不同类型的声音:悦耳的古典音乐同一古典音乐重排的不悦音乐白噪声(频率具有相同能量密度的随机噪声例如雨声)
令人惊讶的是,所有这三种类型的声音,当以类似于背景噪音(45分贝,大约是耳语的水平的低强度(50分贝)播放时,都能够降低小鼠的疼痛敏感性。而相同的声音,当以更高强度(比背景噪声高15分贝以上)播放时,则不能帮助这些小鼠降低疼痛敏感性。
 
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CS(悦耳音乐),DS(不悦耳声音),WN(白噪声)
 
这些研究结果提示我们,声音对减轻疼痛感的帮助,更重要的是声音的强度,而不是声音的类型或感知愉悦度。
 
为了探索这种声音减轻疼痛效应背后的大脑回路,研究团队使用腺相关病毒(AAV)结合荧光蛋白来追踪大脑区域之间的联系。研究团队确定了从接收和处理声音信息的听觉皮层到充当身体感觉信号(包括疼痛)的中继站的丘脑的路径。
 
具体来说,低强度的声音抑制了从大脑听觉皮层ACxGlu丘脑后核(PO)腹后核(VP)谷氨酸能(Glutamatergic)输入。在没有声音的情况下,通过通过光遗传技术或化学遗传技术抑制这一丘脑通路,能够模拟低强度声音对疼痛的减轻效果,而激活这一通路则恢复了对疼痛的敏感性。
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这项研究通过破译听觉系统在疼痛处理中的作用,揭示了声音促进镇痛背后的皮质-丘脑回路。
 
对于这项研究,Science 同期发表的评论文章指出【2】,音乐和自然的声音可以积极影响情绪、缓解压力和放松身体,因此,声音能够缓解疼痛并非没有道理。而这项最新研究提示我们,声音的镇痛作用不仅仅是因为减轻压力和让人分心导致的,还有着实质存在的神经机制,通过影响大脑中的特定回路来实现镇痛作用。
 
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研究团队指出,这项研究还有不少需要进一步探究的地方,比如,音乐对人类还具有情感意义,但人类的音乐对小鼠而言意味着什么还不清楚。此外,还需要进一步人类大脑中是否具有类似的回路,以及人类大脑中是否也只是声音强度发挥主要作用,声音类型或声音的愉悦感是否起作用。
研究团队表示,我们需要更有效的方法来管理急性和慢性疼痛,首先要更好地了解疼痛的基本神经学机制,这项研究在小鼠模型中揭示了声音的镇痛作用的大脑回路,这位开发更安全的阿片类药物替代性的镇痛药物或疗法提供了新的方向和思路。

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