早在1960年代，一些針對人類的研究就已經發現，音樂和其他類型的聲音能夠幫助人們緩解急性疼痛和慢性疼痛，例如手術帶來的疼痛、牙疼、分娩和癌症導致的疼痛等等。然而，大腦是如何對這些聲音產生減輕疼痛的作用，仍然不清楚。 2022年7月7日，中國科學技術大學張智教授、安徽醫科大學陶文娟教授、美國國立衛生研究院劉元淵研究員等人在國際頂尖學術期刊 Science 上發表了題為：Sound induces analgesia through corticothalamic cir
早在1960年代，一些針對人類的研究就已經發現，音樂和其他類型的聲音能夠幫助人們緩解急性疼痛和慢性疼痛，例如手術帶來的疼痛、牙疼、分娩和癌症導致的疼痛等等。然而，大腦是如何對這些聲音產生減輕疼痛的作用，仍然不清楚。
2022年7月7日，中國科學技術大學張智教授、安徽醫科大學陶文娟教授、美國國立衛生研究院劉元淵研究員等人在國際頂尖學術期刊Science上發表了題為：Soundinducesanalgesiathroughcorticothalamiccircuits的研究論文。
該研究揭示了聲音能夠減輕疼痛的神經機製，這一發現為開發更安全的疼痛治療方法提供了新的方向和思路。
之前針對人類大腦的成像研究表明，大腦的某些區域與音樂引起的鎮痛效果有關，但這些隻是關聯性研究。因此，在動物模型上進行進一步研究，可以更充分地探索這種作用背後的神經機製。
研究團隊讓爪子發炎(產生炎症性疼痛)的小鼠聽三種不同類型的聲音：悅耳的古典音樂、同一古典音樂重排的不悅音樂、白噪聲(頻率具有相同能量密度的隨機噪聲例如雨聲)
令人驚訝的是，所有這三種類型的聲音，當以類似於背景噪音(45分貝，大約是耳語的水平)的低強度(50分貝)播放時，都能夠降低小鼠的疼痛敏感性。而相同的聲音，當以更高強度(比背景噪聲高15分貝以上)播放時，則不能幫助這些小鼠降低疼痛敏感性。
這些研究結果提示我們，聲音對減輕疼痛感的幫助，更重要的是聲音的強度，而不是聲音的類型或感知愉悅度。
為了探索這種聲音減輕疼痛效應背後的大腦回路，研究團隊使用腺相關病毒(AAV)結合熒光蛋白來追蹤大腦區域之間的聯係。研究團隊確定了從接收和處理聲音信息的聽覺皮層到充當身體感覺信號(包括疼痛)的中繼站的丘腦的路徑。
具體來說，低強度的聲音抑製了從大腦聽覺皮層(ACxGlu)到丘腦後核(PO)和腹後核(VP)的穀氨酸能(Glutamatergic)輸入。在沒有聲音的情況下，通過通過光遺傳技術或化學遺傳技術抑製這一丘腦通路，能夠模擬低強度聲音對疼痛的減輕效果，而激活這一通路則恢複了對疼痛的敏感性。
這項研究通過破譯聽覺係統在疼痛處理中的作用，揭示了聲音促進鎮痛背後的皮質-丘腦回路。
對於這項研究，Science同期發表的評論文章指出，音樂和自然的聲音可以積極影響情緒、緩解壓力和放鬆身體，因此，聲音能夠緩解疼痛並非沒有道理。而這項最新研究提示我們，聲音的鎮痛作用不僅僅是因為減輕壓力和讓人分心導致的，還有著實質存在的神經機製，通過影響大腦中的特定回路來實現鎮痛作用。
研究團隊指出，這項研究還有不少需要進一步探究的地方，比如，音樂對人類還具有情感意義，但人類的音樂對小鼠而言意味著什麼還不清楚。此外，還需要進一步人類大腦中是否具有類似的回路，以及人類大腦中是否也隻是聲音強度發揮主要作用，聲音類型或聲音的愉悅感是否起作用。
研究團隊表示，我們需要更有效的方法來管理急性和慢性疼痛，首先要更好地了解疼痛的基本神經學機製，這項研究在小鼠模型中揭示了聲音的鎮痛作用的大腦回路，這位開發更安全的阿片類藥物替代性的鎮痛藥物或療法提供了新的方向和思路。
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