你是否经历过这样的情况：当身体某个部位感到疼痛时，其他部位的疼痛感似乎减轻了？这一现象并非幻觉，而是大脑内一种神奇的神经机制在运作。2025年2月21日，中国科学技术大学的张智教授与朱霞教授的科研团队，以及安徽医科大学基础医学院的陶文娟教授团队，联合在《Nature Communications》期刊上发表了题为《Intra-somatosensory cortical circuits mediating pain-induced analgesia》的研究论文。

该项研究综合运用了神经元活性依赖标记策略、多脑区深部钙成像等多种方法，发现施加在完全弗氏佐剂（CFA）小鼠不同部位的伤害性刺激能够有效缓解足底的炎性疼痛。其中，同侧的伤害性刺激通过次级躯体感觉皮层（S2）与初级躯体感觉皮层后肢区（S1HL）之间的前馈抑制回路来介导镇痛效应，而对侧的刺激则激活对侧S2区域并通过该区域与S1HL的跨半脑连接发挥镇痛作用。

研究团队首先对左后爪注射CFA的小鼠施加机械刺激，使用鳄鱼夹对其左前爪、右前爪或脸部进行刺激，接着检测左后爪的疼痛阈值。检测的方法包括von Frey测试、热板测试、动态痛敏测试和自发痛测试。结果显示，不同部位的伤害性刺激显著提高了左后爪的疼痛阈值，并抑制了与疼痛相关的行为，而鳄鱼夹被移除后，镇痛效果会逐渐消失。为了进一步验证这一现象，研究小组还使用辣椒素诱导伤害性刺激，发现其同样可以提高CFA小鼠后肢的痛阈，以上结果证明了不同部位的伤害性刺激有效抑制疼痛，为“以痛止痛”现象提供了坚实的实验依据。

为了找到负责“以痛止痛”机制的脑区，研究人员结合多种“以痛止痛”行为范式，探究大脑中响应的脑区。在各个实验中，S2中第2-4层神经元的c-Fos表达均显著增加，而S1HL中的神经元c-Fos表达却显著减少。这表明S2与S1HL可能共同参与了“以痛止痛”的效应。通过在S2和S1HL进行深部钙成像，研究发现，参与“以痛止痛”行为的同时，S2中神经元的钙活动显著增加，而S1HL的神经元钙活动则降低；抑制S2后，S1HL神经元的活性升高，从而阻断了小鼠的后肢镇痛效应，表明S2通过抑制S1HL来介导“以痛止痛”的机制。

为明确S2与S1HL之间的神经连接，研究人员使用病毒示踪技术发现，S2主要向S1HL第4层的GABA能神经元投射。通过电生理记录，进一步确认了S2→S1HL GABA→S1HL Glu的前馈抑制回路。调控该回路后，研究人员发现抑制这一通路能够在不损害小鼠运动功能的情况下，阻断“以痛止痛”效应。

基于大脑处理感觉信息的偏侧化特征，研究推测对侧的伤害性刺激可能优先激活对侧S2，再通过半脑间的信息交流，经过S2-S1HL环路实现镇痛。研究团队通过三级示踪结合透明化成像，验证了contra-S2→S2→S1HL的环路，进一步通过深部钙成像和遗传调控验证这一环路负责对侧身体疼痛诱导后的镇痛效应。

总之，该研究揭示了S2→S1前馈抑制环路与Contra-S2→S2→S1神经环路分别介导同侧或对侧疼痛诱导的镇痛效应。这些发现为理解生物医疗领域的疼痛机制提供了重要线索，并可能开启治疗慢性疼痛的新方向。

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