研究表明,海马体——大脑的记忆中心——与皮层——参与长期记忆存储的部位——的交流越频繁,个体就越有可能发展为慢性疼痛。此外,个体在车祸后即刻的焦虑程度越高,科学家就越能精确预测其在事故一年后报告的慢性疼痛程度。
这是首次研究表明,在特定损伤发生后仅数日,大脑就可能发生适应性变化,这种变化会带来发展为慢性疼痛的风险。
该研究将于10月24日发表于《自然-心理健康》。
研究第一作者、西北大学范伯格医学院麻醉学与疼痛医学助理教授保罗·布兰科表示,海马体与皮层之间的交流被认为是在索引与受试者事故和疼痛相关的新记忆形成。他解释道:“海马体负责将新记忆巩固为持久记忆。”
虽然研究者尚不清楚这种增强的连接性为何会成为慢性疼痛的风险因素,但他们推测这些个体的大脑已编码形成了一种将头颈部运动与疼痛关联起来的强烈记忆。
“这会建立预期和关联,”布兰科指出,“如果该记忆具有高度情感意义,就会使这些患者将特定运动与疼痛联系起来。当大脑接收到这些信号时,会基于事故形成的痛苦记忆对其给予更多关注。”
他进一步阐释:“尽管我们通常认为疼痛仅与损伤相关,但实际上是大脑构建了疼痛体验。大脑会决定某个动作是否应引发疼痛,我们认为这可能依赖于存储在记忆中的既往经验。”
掌握慢性疼痛形成时机将治疗重心转向预防
通讯作者、西北大学范伯格医学院转化疼痛研究中心主任兼神经科学教授阿普卡尔·V·阿普卡里安表示:“既然我们已知存在这一关键时间窗口,就能在早期阶段集中进行预防性治疗,而非尝试治愈已形成的慢性疼痛——后者难度要大得多。”
阿普卡里安补充道:“鉴于焦虑在脑部变化中起重要作用,在损伤后立即针对焦虑进行干预(可能通过抗焦虑药物或其他药物)或许能阻止这些变化。未来也可能开发出通过药理学或神经调控技术靶向海马体活动及连接性的新型疗法。”
阿普卡里安实验室此前发表的研究已表明,除损伤参数外,大脑在慢性疼痛的发展与维持中起着关键作用。但此前其机制仍不清楚:大脑如何及为何使患者易患慢性疼痛?是否存在导致慢性疼痛风险的脑部变化关键期?这项新研究解答了这些问题。
慢性疼痛对社会造成重大负担,严重影响全球数百万患者的生理与心理健康。在美国,约330万成年人因挥鞭伤后遗症罹患慢性疼痛,另有更多患者受其他慢性疼痛疾病困扰。研究者指出,当前慢性疼痛的治疗手段仍极其有限且效果欠佳,导致大量患者依赖阿片类药物,加剧了持续的国家阿片类药物流行危机。
研究实施方法
这项大规模纵向研究由以色列理工学院、西北大学和麦吉尔大学合作开展。研究者收集了迄今最大的纵向脑成像数据集,招募了200余名挥鞭伤患者,其中177人完成了磁共振成像检测。研究旨在识别急性疼痛向慢性疼痛转变的早期预测因子。该患者群体为研究损伤后早期脑部变化提供了独特机会,因其疼痛发作可追溯至事故发生时。数据收集期为2016年3月至2021年12月。
患者在受伤后三天内接受功能性磁共振成像检查,使研究者能在这一关键时间点考察与学习记忆相关脑区的活动。随后对这些患者进行为期12个月的随访,以评估疼痛水平并追踪哪些个体发展为慢性疼痛,哪些得以康复。参与者还完成了一系列心理与心理物理学测试,研究者利用这些数据补充脑成像结果。
研究后续方向
短期内,研究者计划通过评估其他生理因素(皮质醇、炎症)和心理因素(创伤及应激相关障碍、运动恐惧症)如何驱动脑部机制,进一步探究海马体对损伤反应的潜在机制。他们还旨在验证这些发现是否可推广至其他慢性疼痛病症。长期目标是于损伤后早期靶向这些适应不良反应,检验其在慢性疼痛发展中的因果作用。这可能涉及药物治疗、认知行为疗法或经颅磁刺激技术的应用。
本研究获得美国国防部项目 W81XWH-15-1-0603、美国国立卫生研究院国家药物滥用研究所基金 P50DA044121 以及国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤疾病研究所基金 R01AR074274 的资助。
Story Source:
Materialsprovided byNorthwestern University.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Paulo Branco, Noam Bosak, Andrew D. Vigotsky, Yelena Granovsky, David Yarnitsky, A. Vania Apkarian.Hippocampal functional connectivity after whiplash injury is linked to the development of chronic pain.Nature Mental Health, 2024; DOI:10.1038/s44220-024-00329-8
2025-06-22
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