痛敏还在,情绪相关行为改善:皮层到杏仁核的联系
雄性小鼠神经损伤模型显示,体感皮层与杏仁核相关细胞及其中的 CCK 参与后期行为变化,感觉敏化与情绪相关表现可以出现分离。
慢性疼痛与情绪低落常常相伴,但大脑怎样把持续的感觉变化连接到情绪相关表现?2025 年 4 月 21 日发表于《Scientific Reports》的研究,追踪了雄性小鼠神经损伤后的四周变化:机械痛敏先出现,蔗糖偏好下降和游泳不动时间增加随后才显现。研究把视线投向处理后肢感觉的皮层与基底外侧杏仁核之间的联系,并发现一个有意思的分离:抑制相关细胞后,两项情绪相关行为改善,机械痛阈却基本不变。
体感皮层投向杏仁核的细胞及接收其输入的细胞参与慢性痛后的情绪相关行为;这一作用与机械痛敏的维持有所区分。
阅读目录 · 6个部分
痛敏先出现,情绪相关行为后来变化
损伤后的第七天,小鼠受伤侧后足的机械阈值下降,第二十八天仍然如此;另一侧后足的阈值基本稳定。两项情绪相关行为则在第二十八天发生明显变化:小鼠对蔗糖的偏好降低,游泳时的不动时间增加。
感觉敏化与后期行为变化在时间上错开,让研究可以沿着进程寻找脑内联系。体感信息首先由相关通路持续处理,后期又有哪些细胞与行为变化一起改变?蔗糖偏好提供对奖励选择的观察,游泳不动时间提供另一项压力情境下的行为观察,两者共同描绘后期的变化。
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
体感皮层先活跃,杏仁核后期加入
初级体感皮层的后肢区域 S1HL 接收、处理后肢感觉。研究发现,与损伤侧相对的 S1HL 在第七和第二十八天都有更多活动标记细胞。基底外侧杏仁核 BLA 的活动标记则到第二十八天才明显增加,与两项行为变化出现的阶段相伴。
杏仁核整合感觉与情绪相关信息,这个先后顺序使两区之间的联系成为一个值得追踪的问题。它不像瞬时开关,更像持续感觉变化逐渐伴随另一处处理网络的改变。接下来,研究寻找两区之间具体的细胞连接。
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
皮层输入抵达多为 CCK 阳性的细胞
追踪显示,投向 BLA 的体感皮层细胞主要位于第五层,多数带有谷氨酸能标记。沿反方向看,BLA 中接收 S1HL 输入的细胞多数表达神经肽 CCK,也多带有谷氨酸能标记。这让区域之间的箭头变成了具有身份的细胞群。
这些投向杏仁核的 S1HL 细胞在后期表现出更强活动标记。CCK 在这里不仅帮助描述接收输入细胞的身份,也让研究多了一个分子问题:这类细胞中的神经肽表达,是否参与持续疼痛后的行为变化?
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
感觉输入与游泳压力都引起更强响应
活体钙记录进一步观察到,轻微机械刺激会引起 S1HL 投向 BLA 的末梢响应;损伤后第七天更强,到第二十八天最明显。原本较轻的感觉输入,在这条投射的活动中留下了更大的变化。
另一组记录观察 BLA 中接收输入的细胞:进入游泳状态时,各组都有响应,损伤后第二十八天的小鼠响应更强。感觉与压力相关事件分别揭示通路两端的变化,使静态的活动标记获得了具体事件中的动态解释。
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
抑制相关细胞,机械痛阈仍然偏低
到第四周,两类表现已经出现时,研究抑制投向 BLA 的 S1HL 细胞。小鼠的蔗糖偏好回升,游泳不动时间下降,受伤侧的机械阈值却没有明显改善。在未经历神经损伤的对照小鼠中,同样抑制对这三项表现没有明显影响,说明行为改善与伤后状态相关。通路相关细胞因此参与了后期行为变化,而这次改善没有依赖机械痛敏同步减轻。
抑制 BLA 中接收 S1HL 输入的细胞,也得到相同方向的结果。两端的检验共同支持一个更具体的联系:持续感觉变化经过皮层—杏仁核相关网络,参与塑造后期情绪相关行为;机械阈值则仍保持损伤后的状态。
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
降低 CCK,让后期行为变化减弱
研究进一步在损伤发生前,降低 BLA 输入接收细胞中的 CCK 表达。之后经历神经损伤的小鼠,蔗糖偏好和游泳不动表现较对照改善,机械敏感性仍然存在。细胞身份上的一个神经肽标记,由此与后期行为联系起来。
这项雄性小鼠研究把感觉处理、杏仁核细胞及 CCK 串联起来,最有启发的是不同表现可以分开变化。为什么这条联系在持续损伤后逐渐增强,仍需解释;已有结果则让慢性痛的情绪相关变化拥有了可以具体讨论的细胞与分子环节。
来源:Chen G et al. · Scientific reports · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗