原来声音真的可以缓解疼痛，与这个因素有关！Science：中国科学家揭示背后的神经基础
丁香学术
音乐是人类的通用语言，带给了我们很多美的享受。古有高山流水，伯牙遇钟子期，觅得知音的千古佳话。今天，快节奏、高压力的社会环境下，音乐更成为了人们疲惫生活的解药。
音乐不仅能够治愈心灵，还能缓解身体的疼痛。1960 年，对人类的研究表明，音乐和其他类型的声音可以帮助缓解急性和慢性疼痛，包括牙科和医疗手术、分娩以及癌症引起的疼痛。然而，尚不清楚这种疼痛缓解或镇痛的作用是如何发生的。
2022 年 7 月 8 日，由中国科学技术大学第一附属医院张智教授、安徽医科大学陶文娟教授和美国国立卫生研究院（NIH）刘元渊教授领衔的团队在 Science 期刊上发表了题为 Sound induces analgesia through corticothalamic circuits 的研究性论文，确定了声音能够减轻小鼠疼痛的神经机制——声音通过皮质丘脑回路诱导镇痛，为开发更安全的疼痛治疗方法提供了思路。
图源：Science
研究内容
低信噪比声音诱导小鼠镇痛
研究人员首先通过给小鼠后爪注射完全弗氏佐剂（CFA），构建炎症性疼痛小鼠模型。随后将爪子发炎的小鼠暴露于三种声音中：令人愉快的古典音乐（CS）、同一首曲子重新编曲后令人不快的音乐（DS）和白噪声（WN）。
令人惊讶的是，当这三种声音都以相对于背景噪音（45 分贝）以低强度播放时（50 分贝），降低了小鼠的疼痛敏感性。而当这些声音以更高的强度（比背景噪音高 15 分贝以上）播放时，却未能帮助小鼠有效抑制疼痛。
这项发现十分令人惊讶，对于缓解小鼠疼痛发挥作用的，竟然是声音的强度，而不是声音的类别或感知到的愉悦程度。
图片来源：参考资料 [1]
皮质丘脑通路介导声音诱导的镇痛
人脑成像研究已经确定大脑的某些区域与音乐诱导的镇痛有关，但这些只是关联，需要在动物中更充分地探索和操纵回路，以识别所涉及的神经底物。
接下来，研究者探索了观察到的低信噪比声音诱导镇痛背后的神经回路。为了探索这种效应背后的大脑回路，研究人员使用腺相关病毒与荧光蛋白相结合来进行荧光示踪，实时监测清醒小鼠不同大脑区域的神经细胞活动。最终确定了从听觉皮层到丘脑的路线，该听觉皮层接收和处理有关声音的信息，丘脑充当来自身体的感觉信号（包括疼痛）的中继站。
图片来源：参考资料 [1]
抑制 ACxGlu→PO 和 ACxGlu→VP 回路介导了声音诱发的镇痛作用
使用光诱导的神经元活动抑制（光遗传学沉默）系统地操纵从听觉皮层到不同大脑区域的传出投射，研究者发现听觉皮层与丘脑后核（PO）和丘脑腹后核（VP）之间的连接对声音诱发的镇痛具有重要的功能。在小鼠中，低强度白噪声降低了丘脑中通路接收端神经元的活动。
图片来源：参考资料 [1]
后续研究进一步证实了 ACxGlu→PO 和 ACxGlu→VP 通路在声音诱发的镇痛中发挥重要作用。用基于光遗传技术或小分子化合物人为抑制该通路，可以模仿低强度声音的镇痛作用。相反，选择性激活该通路，则会恢复动物对疼痛的敏感性。
图片来源：参考资料 [1]
总结
本研究发现，声音确实可以在小鼠中发挥缓解疼痛的作用，但出乎意料的是，影响因素是声音的强度，而不是声音的类别或感知到的愉悦程度。同时，研究中确定了一个声音镇痛的神经生物学基础——声音降低了大脑听觉皮层投射到丘脑的神经元的活动。
图片来源：参考资料 [2]
然而，目前尚不清楚人类是否涉及类似的大脑过程，或者声音的其他方面，如人类感知的音乐和谐或愉悦，是否对人类缓解疼痛起到作用。本文的共同通讯作者刘元渊说道，「我们不知道人类的音乐对啮齿动物是否有意义，但音乐对人类有许多不同的含义，因为人类是有感情的动物」。
总之，这些结果为科学家提供了一个新的研究起点，以继续探索啮齿动物中的这些发现是否同样适用于人类，最终为开发更安全的镇痛药物提供基础。
