痒得想挠时,分心怎样改变脑内的处理?
大鼠研究把瘙痒与分心联系到前边缘皮层。两类相关细胞高度重叠,但激活和抑制都可能减少抓挠,提示这里的调节比单一止痒开关更复杂。
皮肤一痒,手就忍不住想挠;可当别的事情吸引注意时,抓挠有时又会少一些。瘙痒进入大脑之后,是否也要与其他信息争取处理机会?2022年12月17日发表于 iScience 的一项大鼠研究,将问题带到前额叶的前边缘皮层PrL。研究发现,抓挠和外界分心刺激都伴随这里的活动变化,与两种经历相关的细胞还有明显重叠。更有意思的是,改变分心相关细胞的活动,无论增强还是降低,都能在相应条件下减少抓挠,为理解感觉与注意的交织提供了线索。
PrL既参与急性瘙痒相关抓挠,也响应外界分心刺激。相关细胞群在组织标记和群体活动上交叉重叠,提示该区域可能通过注意分配参与瘙痒调节。
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抓挠开始,PrL也出现活动变化
瘙痒从皮肤传入大脑,最终表现为体验、注意和行为等相互联系的过程。PrL属于前额叶的一部分,已有研究将它与注意调节联系起来。此次研究首先观察到,瘙痒条件下PrL的c-Fos活动相关标记增加,提示这一脑区参与了相关处理。
接着,研究比较了不同致痒条件和颈后、面颊两个部位的抓挠。PrL群体钙信号在抓挠开始附近升高,荧光对照未呈现相同变化。这条线索把脑区活动与行为在时间上连了起来,但钙信号仍是群体活动读出,并非动物主观痒感的直接报告。
来源:Wu GY et al. · iScience · CC BY
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降低活动后,抓挠也随之减少
如果PrL只是被动跟随抓挠,改变它的活动未必会影响行为。研究发现,降低PrL活动后,不同急性致痒条件中的抓挠次数减少;作用在颈后和面颊的比较中都能观察到。另一种时间关联的抑制方式也给出了相同方向的结果。
在后一种比较中,减少主要出现在干预生效的时段,非干预时段的组间差异没有达到显著。进一步聚焦到瘙痒经历相关细胞,抑制这些细胞同样减少抓挠,而撤去相关干预后的再测没有显著组间差异。调节因此带有明确的条件和时间背景。
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一个外界刺激,也能改变抓挠
研究随后加入一种视觉分心刺激。与没有该刺激的对照相比,大鼠在所测急性瘙痒条件下抓挠更少;颈后和面颊的多个比较方向一致。分心刺激单独出现时,也会引起PrL群体钙信号上升,说明这一脑区并不只在抓挠发生时活动。
这里的注意转移,是结合外界刺激与行为变化建立的解释。大鼠无法像人一样报告自己正在注意什么,研究也没有获得独立的主观注意读出。外界刺激与PrL活动、抓挠之间的联系已被观察到,注意如何在其中分配仍需要更细的评估。
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增强和降低相关活动,都可能少挠一些
研究标记了分心经历中活跃的细胞。这些细胞再次遇到分心刺激时有群体钙响应;在抓挠比较中增强它们的活动,干预时段的抓挠减少,非干预时段则未见显著组间差异。没有激活的后续再测同样没有显著差异。
但故事并未停在“活动越强,抓挠越少”。在另一些对应比较中,抑制这组相关细胞也减少了抓挠,没有抑制的再测未见显著差异。作者据此提出,占用或扰动相关信息处理都可能影响抓挠;两种方向的行为结果,并未直接确定完全相同的内部机制。
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瘙痒与分心,部分落在同一群细胞上
如果两种信息在PrL中联系起来,它们是否会经过共同的细胞?两种顺序相反的标记比较给出了线索:先由瘙痒经历标记的细胞中,约73%也带有分心相关活动标记;先由分心经历标记的细胞中,约76%又与瘙痒活动标记重叠。
两个比例各自以最初标记的群体为分母,显示的是明显交集,而非两群完全重合。未重叠的细胞也仍然存在。共同参与与各自特有的成分怎样配合,恰好为下一步理解这一区域的信息处理留下了空间。
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感觉与注意,可能共享部分处理资源
群体活动也呈现出交叉响应:瘙痒经历相关细胞会响应分心刺激,分心经历相关细胞也在抓挠时升高钙信号。这与组织重叠结果相互支持,但尚未逐个追踪每个细胞在两种经历中的全部变化,更没有证明所有注意转移都会减少痒。
这项急性瘙痒大鼠研究,让皮层中的注意相关处理成为理解抓挠的一条具体线索。刺激适应、未重叠细胞的功能,以及更直接的注意评估仍值得追问。它为感觉与认知如何相互影响提供了依据,距离慢性瘙痒患者的治疗效果验证仍有后续工作。
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