《科学》:科学家破解“声音”缓解疼痛的原因

来源：[科学网]
7月8日，中国科学技术大学生命科学与医学系张志教授、美国国立卫生研究院刘媛媛教授、安徽医科大学陶副教授团队在《科学》发表论文，揭示了声音镇痛的关键因素和神经机制。
低强度声音通过抑制听觉皮层到体感丘脑的神经投射缓解小鼠疼痛的示意图研究组供图
其实早在1960年，杂志《科学》就发表了一篇论文，发现音乐可以在牙科手术中调节患者的情绪。有人指出，即使是噪音，如电钻的声音，也能产生镇痛作用。
然而，半个多世纪以来，声音能够减轻疼痛的关键因素，以及声音如何影响我们大脑减轻疼痛的神经机制仍然不清楚。
在这项研究中，研究人员首先向爪子发炎的老鼠播放三种不同类型的声音，即舒缓的音乐、不和谐的音符和白噪声。结果发现，三种声音在低强度(约耳语水平)播放时能有效缓解小鼠的疼痛，而在高强度播放时无明显镇痛作用。
推测声音的镇痛作用可能与治疗环境密切相关。因此，研究人员将老鼠置于不同强度的背景声音中，发现比环境噪音高5分贝左右的声音可以有效缓解老鼠的疼痛。到目前为止，研究人员已经建立了声音镇痛的小鼠模型。
“令人惊讶的是，对于老鼠来说，声音和环境噪音之间微弱的声强差异对声音的镇痛效果至关重要，而不是声音的旋律。”论文第一作者、中国科学技术大学生命科学与医学系特聘副研究员周文杰博士说。
那么，声音的镇痛作用的神经机制是什么呢？
听觉皮层是声音处理的最高级大脑中枢，它可以对听到的声音进行精细的分析。研究人员使用病毒作为神经示踪剂，跟踪小鼠听觉皮层的输出，发现大量听觉皮层神经元投射到体感丘脑(负责接收来自身体的感觉信号，包括疼痛)，并发现低强度的声音可以抑制这种投射。
“研究结果表明，低强度的声音可以通过抑制听觉皮层向体感丘脑的神经投射来缓解疼痛。”周文杰说，这是声音镇痛的皮层丘脑回路。然而，除了声音强度之外，声音旋律对人类痛觉的影响还需要进一步研究。
针对这项研究，杂志《科学》作了专题文章评论，指出“通过建立研究机制的基本模型，为音乐/声音诱导镇痛的研究开辟了新的方向”。
相关论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4663
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