两侧扣带皮层相连，让小鼠痛觉反应更敏感
左右前扣带皮层通过兴奋性连接交换信号。增强这条联系可提高小鼠对机械和热刺激的反应，抑制它则在神经损伤后降低部分机械敏感性，作用随身体侧别和时间而变。
一侧后爪受伤，变化却可能出现在身体两侧。疼痛在大脑里如何跨过中线？2023年12月9日发表于 Communications Biology 的研究，把目光投向左右前扣带皮层之间的连接。研究者在成年小鼠中，从跨半球的纤维追到突触电流，再观察动物对触碰和热刺激的反应，发现这条皮层间联系能够促使疼痛相关反应增强。
双侧ACC之间存在谷氨酸能兴奋性联系，AMPA及部分海人酸受体参与传递。增强联系使机械和热刺激反应更敏感；抑制联系对神经损伤侧后爪的机械敏感性改善较持久，对另一侧的作用则只在部分时间点出现。
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左右ACC之间，确实有信号来往
前扣带皮层（ACC）参与疼痛、情绪与行动选择。以往研究发现，一侧身体损伤后，两侧ACC都可能发生变化；但彼此之间如何传话，还需要从连接本身寻找答案。两侧同时活跃，并不自动意味着一侧正在驱动另一侧。
追踪结果显示，两侧ACC通过跨越胼胝体的纤维相连，对侧浅层与深层都有参与联系的神经元。荧光标记中，一侧细胞伸出的纤维可以出现在另一侧的细胞之间。这为双侧变化找到了可见的解剖基础。
来源：Li XH et al. · Communications biology · CC BY
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谷氨酸把连接变成兴奋性输入
连接是否真的能传递信息？刺激来自一侧ACC的纤维时，对侧锥体细胞出现兴奋性突触电流；连续刺激也能引出连续响应。阻断谷氨酸受体后，电流大幅减小。进一步记录显示，AMPA受体承担主要成分，部分细胞还存在海人酸受体参与的成分。
输入强弱还影响细胞内的钙信号。较弱、未触发放电的输入没有显著抬高所记录的胞体钙信号；当输入足以引出动作电位，尤其是成串放电时，钙响应随之增强。跨半球传话由此可以改变对侧细胞的电活动与细胞内信号。
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联系增强，缩爪和避热反应随之改变
在未受神经损伤的雄鼠中，增强这条联系后，两侧后爪都在更低的机械刺激强度下缩回，热板和甩尾测试的反应潜伏期也缩短。转棒表现没有显著变化，提示这种变化并不伴随该测试中运动能力的明显改变。
情绪相关表现则没有整齐地一起变化：高架十字迷宫的开放臂停留时间减少，但进入次数未显著改变；旷场中心探索和条件性位置厌恶也未见显著差异。刺激反应变敏感，与形成稳定的场所回避，在这里呈现不同的结果。
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雌鼠也更敏感，探索变化有其特点
雌鼠同样出现双侧后爪机械阈值降低和热板反应加快，说明感觉敏感性的增强并不限于雄鼠。在高架十字迷宫中，雌鼠开放臂停留时间和进入次数都减少，而雄鼠显著改变的是停留时间。
雌鼠的旷场中心探索和位置厌恶评分仍没有显著变化。两组动物共同呈现的，是机械与热刺激反应增强；具体的探索表现则随测试和性别而异。
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整个脑区的作用，比一束投射更广
研究者还直接改变单侧ACC的活动。在正常小鼠中，激活一侧ACC可降低对侧后爪机械阈值，抑制则提高阈值；热板反应也随激活加快、随抑制变慢。这显示单侧ACC本身具备调节伤害性刺激反应的能力。
这个脑区还联系多个皮层下靶点。相比之下，单独抑制跨半球投射时，正常动物只有一侧后爪机械阈值显著提高，另一侧和热板反应未显著改变。整体ACC与两侧间联系，在行为上的影响并不完全重合。
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抑制联系，两侧后爪的改善并不同步
一侧外周神经损伤后，受伤侧和未受伤侧后爪都出现机械敏感性增强。抑制跨半球连接，提高了受伤侧后爪在伤后第3、7、14和28天的机械阈值；未受伤侧则仅在第7天出现显著提高。双侧敏感性都涉及这条联系，但对它的依赖随时间有所不同。
反过来增强连接，并没有进一步显著降低受伤侧后爪的阈值，却在部分时间点加重未受伤侧的敏感性。对已经处于损伤状态的网络，增加和减少同一路径活动，并不总能得到镜像般的结果。
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疼痛增强，也发生在半球之间
这项研究把一条看得见的跨半球连接，与兴奋性传递和疼痛相关行为接在一起。它让双侧ACC的变化多了一种解释：两边不仅各自接收外界信息，也能够通过彼此的联系影响对刺激的响应。
研究对象是成年小鼠，行为读出以缩爪、避热和探索为主。连接末梢受到激活时，也可能带动母细胞及其其他分支。现有结果揭示了皮层之间的促痛作用，同时留下一个具体问题：损伤如何改变两侧ACC与各自下游网络的配合，使同一束联系在身体两侧产生不同时间进程的影响？