一项新绘制的神经回路揭示了皮肤如何感知低温并将信息传递至大脑，在脊髓中发现了一个意外的信号放大器，为理解寒冷相关疼痛提供了新见解。
这项开创性发现首次揭示低温感知存在独立神经通路，表明进化过程为冷热温度构建了不同的传导回路。该研究资深作者段波表示："这种精妙的机制确保了生物体对环境温度变化的精确感知与行为响应。"
作为密歇根大学分子、细胞与发育生物学副教授，段波解释道："皮肤作为人体最大器官，不仅能感知环境刺激，还能区分不同信号类型。虽然其运作机制仍存在诸多未解之谜，但我们首次完整绘制出了从皮肤到大脑的低温感知神经回路。"
段波指出，该研究不仅深化了基础生物学认知，更有助于解释人类如何进化出温度适应机制。其医学应用前景广阔，有望提升未来人类生活质量。例如，超70%化疗患者会遭遇低温诱发的疼痛，新研究发现常规低温感知回路与此类痛觉无关。通过解析正常低温感知机制，研究人员能更有效定位疾病或损伤导致的异常，进而开发针对性疗法。
本研究由美国国立卫生研究院资助，与密歇根大学生命科学研究所Shawn Xu团队合作完成。
低温信号放大器发现
发表在《自然-通讯》的研究中，段波团队运用先进成像技术与电生理学方法，追踪了小鼠皮肤至大脑的低温信号传递路径。研究团队由博士后李汉奎和博士生Chia Chun Hor、Lorraine Horwitz领衔，延续了此前化学痒与机械痒神经通路的研究经验。
研究发现，皮肤中的分子传感器可探测15-25°C（59-77°F）温度区间。激活后，这些传感器会兴奋初级感觉神经元，将信号传递至脊髓。团队在此发现关键突破：特化中间神经元会放大信号，再经投射神经元上传至大脑。虽然皮肤温度传感器早有研究（部分发现曾获2021年诺贝尔生理学或医学奖），但脊髓信号放大器属首次发现。
段波强调，尽管实验对象为小鼠，但基因测序证实人类具有相同回路组件。这解释了为何夏日步入空调房会感到清凉舒爽。团队下一步将探索急性冷痛相关神经通路，段波推测："痛觉机制可能涉及更复杂的多通路协同"。此外，他们还将研究大脑如何处理皮肤信号，以及人类如何进化出区分信号并关联情感的能力——这种科学好奇心正是段波在密歇根州工作的持续动力。
"夏日沿密歇根湖漫步，微风拂面令人神清气爽。"段波说，"但这里的冬天实在难熬。"