蘇州醫工所等在人腦的疼痛信號研究中取得進展

　　痛覺既是機體的一種保護機制，亦是困擾很多人的一種病患，但人腦到底是如何產生痛覺以及它又是如何消失的，仍然不甚清楚。

　　中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員王守巖的神經工程研究組以神經病理性疼痛患者為研究對象，利用獨特的深部腦刺激植入研究手段，從人腦感覺丘腦和室周灰質區/導水管周圍灰質區（periventricular gray/periaqueductal gray，PVG/PAG）記錄場電位信號，以期探索與疼痛緩解密切相關的神經電生理特征。

　　研究發現丘腦和PVG/PAG腦區中存在多個與疼痛緩解相關的神經波動，包括theta、alpha和beta等多個成分，且這些成分與疼痛緩解存在正、負雙向相關關系，表明疼痛調控的多維度特征，其研究結果發表在Clinical Neurophysiology上。

　　研究人員進而針對疼痛特征的多維建模需求，提出場電位信號神經波動分析的RBC理論，即從神經波動的節律、平衡和耦合神經行為特征，建立三維空間神經活動編碼方法，并證明該方法能夠刻畫不同局部腦網絡的復雜活動，成果發表在Journal of Neuroscience Methods上。

　　這些研究發現與方法將有助于建立疼痛及其治療的預測模型，為疼痛機制研究、神經調控策略發展提供了理論與技術基礎，將推動疼痛治療深部腦刺激、脊髓刺激等先進神經調控技術發展。

　　該項研究工作由黃永志及其導師王守巖與英國牛津大學John Radcliffe Hospital神經外科合作完成，受到中科院百人計劃、江蘇省創新人才計劃和蘇州市神經工程技術重點實驗室等項目資助，為神經工程研究組系列工作的一部分（Exp Brain Res 232(2):527-34,2014； Exp Neurology 239(1):248-255, 2013； Neurology 72(6):569-71,2009）。

　　DBS治療疼痛電極植入三維重建視頻。視頻中白的直線為DBS電極，白色球體為植入靶點位置，分別為感覺丘腦和PAG核團。

圖1：丘腦（a）、PVG/PAG（b）場電位與疼痛緩解的相關關系。其中丘腦和PVAG核團的theta（6-9Hz）節律均與疼痛緩解程度呈負相關（分別為R = -0.61, p = 0.005；R =-0.69, p = 0.003），而丘腦核團的高beta節律（22-33Hz）和PAG的alpha（10-12Hz）節律與疼痛緩解程度呈正相關（分別為R = 0.56, p = 0.007；R = 0.51, p= 0.009）。

圖2：基于RBC理論的三維空間神經波動行為學分析方法在疼痛與肌張力障礙兩種疾病神經活動的表現