2022年12月28日发布 | 948阅读

Science & Sci Adv.丨为什么喜欢贴贴?科学家发现抚摸不仅能让我们感到愉快,还能镇痛

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撰稿 | AiBrain 内容团队

排版 | AiBrain 编辑团队



触觉不仅是我们感受外在世界的方式,更是我们情感传递的重要途径。对于人类而言,一次拥抱,一阵抚摸,都会令我们倍感安心和舒适。对于动物而言,互相理毛的行为能够加强和维持彼此之间的社会联系,对于建立信任和亲密关系至关重要。这样的现象一直令神经科学家着迷,并吸引其探索其背后潜在的神经机制。


近日,两篇重要的研究从神经生物学的角度细致而巧妙地考察了“抚摸”的神奇作用。一篇来自华盛顿大学医学院痒觉研究中心陈宙峰研究团队在Science发表的题为Molecular and neural basis of pleasant touch sensation的文章,重点关注了{脊髓层面},考察了触摸带来的愉悦体验的神经机制,并发现了一类新的兴奋性投射神经元在其中起重要作用。



背根神经节所发出的C-fiber末梢位于皮肤表面,当皮肤受到抚摸后,便会产生神经冲动传导至脊髓。陈宙峰团队发现,背根神经节大约60%感觉神经元会表达PROK2。更重要是,他们在脊髓的灰质板层2区域,首次发现大约80%神经元都会表达PROKR2。已有的研究表明神经肽PROK2会与PROKR2结合。


这类表达PROKR2的脊髓神经元有什么特点呢?陈宙峰团队发现陈宙峰团队发现PROKR2阳性神经元能够编码不同强度的触摸刺激:当收到温和的抚摸时(抚摸速度较为缓和),PROKR2神经元便高频放电;而当抚摸速度更快或者更慢时,PROKR2神经元的放电频率较低。



随后,该团队通过位置偏好测试发现,PROK2的背根神经节负责编码触摸所带来的愉快体验:敲除PROK2不但会消除小鼠对抚摸区域的位置偏好,还会引起焦虑。


综上,陈宙峰团队发现背根神经节的PROK2感觉神经元通过接收C-fiber传来的触摸信息,并编码为愉悦信息,随后通过受体PROKR2将信息传递至脊髓。

而另一篇来自美国麻省理工学院(MIT)麦戈文脑研究所大脑与认知科学系教授王帆领导的研究团队,在Science子刊Science Advances发表了题为:Somatosensory cortical signature of facial nociception and vibrotactile touch–induced文章的研究论文,则将关注点放在了{感觉皮层},考察了触摸振动所带来的镇痛效果,并发现了一条介导触觉镇痛的新神经环路。


日常生活中,当身体某部位感到不适时,通常会本能地对相应部位施加一定压力的触摸,例如在进入奥密克戎感染后的“刀片嗓”阶段后,我们常常会用手轻揉喉咙的部位,以缓解当下难忍的疼痛,这种通过振动触觉触摸缓解疼痛是人类常见的体验。对于小鼠而言,当踩到热板或者被扎而感到疼痛时,小鼠通常对做出舔脚等反应,当面部受到疼痛刺激时,小鼠就会用爪子擦拭面部。


啮齿类动物的胡须是重要的触觉感受器,每根胡须在初级躯体感觉皮层的桶状皮层有相应的分布。由于视觉不甚发达,所以在探索环境的过程中,小鼠会高频且规律地来回移动胡须,从而收集环境中的该信息。


由于小鼠抚摸疼痛部位的行为非常复杂并且难以分析,王帆团队另辟蹊径,将关注点置于小鼠面部抖动的胡须,以及胡须所在的初级躯体感觉皮层(S1)。通过向小鼠左侧的胡须部位施加辐射热或机械痛觉刺激(Von Frey),他们发现当小鼠的胡须来回移动时,小鼠在受到伤害后做出擦脸动作的反应次数明显降低。在环路层面,他们发现丘脑腹后内侧核(VPM)→初级体感皮层的桶状皮层(S1B)环路介导了触觉信号的镇痛作用。通过对S1B神经元的钙信号进行分析,该团队发现,胡须的抖动改变了原本对痛觉信号的处理,使伤害性刺激引起的神经活动向中性刺激的结果转变。



综上,无论是“被触摸”,还是“自发抖动”,都有效地缓解了疼痛。抚摸襁褓中的婴儿,紧紧握住垂垂老矣的病人的手具有产生强大的安慰力量,揉捏磕碰的皮肤或按摩也会极大地放松身心,缓解疼痛。


近期发表的这两篇有趣的文章,分别从脊髓和皮层层面研究了“触摸”的镇痛机制和环路,是学习和理解外周和中枢、脊髓和皮层如何处理痛觉信息,缓解疼痛的重要文章。

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