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2022年7月8日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部張智團(tuán)隊(duì)與美國國立衛(wèi)生研究院劉元淵團(tuán)隊(duì)以及安徽醫(yī)科大學(xué)陶文娟團(tuán)隊(duì)合作，在聲音鎮(zhèn)痛的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制方面取得進(jìn)展。該研究成果以“Sound induces analgesia through corticothalamic circuits”為題發(fā)表于《Science》雜志。

早在1960年，《Science》的論文就發(fā)現(xiàn)音樂能夠調(diào)控情緒，即便噪音也能夠產(chǎn)生直接的鎮(zhèn)痛效果。然而，半個(gè)世紀(jì)以來，聲音鎮(zhèn)痛的關(guān)鍵因素及神經(jīng)機(jī)制并不清楚。研究人員首先給予疼痛小鼠不同強(qiáng)度的協(xié)調(diào)音（相對(duì)于人的音樂）、非協(xié)調(diào)音（非音樂的有結(jié)構(gòu)聲音）以及白噪音，發(fā)現(xiàn)僅低強(qiáng)度的這三類聲音均能有效緩解小鼠的疼痛。鑒于有研究提示聲音的鎮(zhèn)痛效果與治療環(huán)境密切相關(guān)，因此研究人員通過在不同背景聲音的環(huán)境下研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于環(huán)境噪音約5-dB的聲強(qiáng)差（SNR）對(duì)聲音的鎮(zhèn)痛效應(yīng)至關(guān)重要。至此，研究人員建立了聲音鎮(zhèn)痛的小鼠模型。

那么聲音發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的神經(jīng)機(jī)制是什么？聽皮層（ACx）是聲音處理的最高級(jí)中樞，因此研究人員通過病毒示蹤對(duì)ACx的輸出進(jìn)行全腦追蹤。研究發(fā)現(xiàn)，ACx的谷氨酸神經(jīng)元（ACxGlu）主要投射至與疼痛加工密切相關(guān)的軀體感覺丘腦；通過在體電生理及在體深部鈣成像記錄發(fā)現(xiàn)，5-dB SNR的聲音暴露抑制ACxGlu丘腦投射；通過光遺傳及化學(xué)遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，5-dB SNR的聲音抑制ACxGlu到丘腦投射緩解小鼠疼痛（圖1）。綜上，本研究揭示了與環(huán)境噪音的聲強(qiáng)差對(duì)聲音緩解疼痛至關(guān)重要，并進(jìn)一步揭示了聲音鎮(zhèn)痛的精細(xì)神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。

圖1：低強(qiáng)度聲噪比通過抑制ACxGlu到丘腦投射緩解小鼠疼痛。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)特任副研究員周文杰博士、博士生葉崇歡、安徽中醫(yī)藥大學(xué)王海濤教授、博士生毛煜為該論文的第一作者。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部張智、安徽醫(yī)科大學(xué)陶文娟、美國國立衛(wèi)生研究院劉元淵為該論文的共同通訊作者。該研究的合作者包括中國科大附屬第一院耳鼻喉科的趙婉博士和中國科大生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部的陳林教授，得到了國家基金委、科技部科技創(chuàng)新2030（中國腦計(jì)劃）、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、合肥大科學(xué)中心、中科院腦功能與腦疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的資助。

文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4663

（生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、科研部）