PNAS：耶鲁大学研究发现慢性疼痛的发作与伏隔核有关-杭州脑海科技有限公司

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近期，耶鲁大学Meena M. Makarya和Paul Geha教授及其团队在期刊PNAS （IF=12.799）上发表了题为“Loss of nucleus accumbens low-frequency fluctuations is a signature of chronic pain”的文章。该研究评估了三组（健康对照，亚急性背痛和慢性下背部疼痛）参与者大脑边缘区域皮层下体积和静息态功能活动变化。研究发现，慢性下背部疼痛的发作与大脑中伏隔核的变化之间存在联系。该研究为诊断慢性下背部疼痛找到了一种可能的方法，且提供了慢性疼痛患者大脑边缘系统变化的证据。研究结果表明，伏隔核低频波动的异常可能是慢性疼痛的生物标记物。

研究背景

慢性疼痛对全世界数百万人来说是一个严重的问题。无论是由于受伤，年老还是其他情况，慢性疼痛都可以在人们的生活方式中发挥重要作用。不幸的是，疼痛仍然不是很好理解，科学家们还不知道它是如何在大脑中产生的。医生仍然很少有诊断疼痛的工具。此外，疼痛治疗一直是持续阿片类药物危机的主要因素。先前的研究表明，背痛可以采取多种形式，并且可以持续不同的人不同的时间长度。对于一些人来说，当一个人从受伤中痊愈时，它会持续很短的时间。对于其他人来说，它的持续时间更长。对于其他人来说，它可能会变成慢性病。

本研究重点关注患有慢性疼痛的患者大脑边缘系统，特别是伏隔核的变化。该研究旨在确定大脑中慢性疼痛的特征，以便开发新的慢性疼痛治疗方法。研究人员假设慢性疼痛会改变大脑的边缘系统，导致伏隔核低频波动的变化。

研究方法

该研究招募了40名亚急性背痛患者、28名慢性下背部疼痛患者和30名健康对照组参与。同时采集了所有参与者的T1加权结构数据和静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据，其中，慢性下背部疼痛患者只采集了一次rs-fMRI的数据，而亚急性背痛患者和健康对照组则被采集了大约一年的纵向跟踪rs-fMRI数据。研究者通过计算和分析三组参与者间的皮层下体积，种子点功能连接，功率谱来评估慢性疼痛患者大脑边缘区域结构和功能活动的变化，并通过支持向量机分类（SVM）来评估慢性疼痛患者的生物标记物的可行性。

研究结果

研究结果发现，患有慢性和亚急性背痛的患者的左侧伏隔核体积显著小于健康对照的参与者。

患有背部疼痛的患者左侧伏隔核体积减小

该研究还发现，患有亚急性疼痛的参与者在转变到慢性疼痛的患者时，伏隔核在slow-5的低频波动减小。

背痛患者随着疼痛的慢性化伏隔核的功率谱在slow-5频段（0.01-0.027）减小

除此之外，研究还发现，伏隔核的体积和低频波动异常可以用作诊断即将发生的慢性背痛的一种标志物。该研究还揭示了为其他类型的慢性疼痛开展类似研究的可能性。研究结果表明伏隔核低频波动的异常是慢性疼痛的标志，为慢性疼痛患者大脑边缘系统的改变提供了证据。

伏隔核slow-5的低频波动和体积能准确地对慢性腰痛患者进行分类

结论与讨论

伏隔核的功能和结构特征对慢性下背部疼痛的病理生理学起着重要作用。该研究发现，伏隔核低频波动的异常是慢性疼痛的标志，可作为慢性疼痛的特异性生物标志物，并可帮助预测哪些病人有从急性疼痛过渡到慢性疼痛的风险。该研究还强调了边缘脑区在调节外周痛觉和向慢性疼痛过渡中的重要性。这项研究为开发新的慢性疼痛治疗方法提供了新的思路。然而，该研究也存在一些局限性，即该研究的样本量较小以及该研究只关注了背部疼痛。未来的研究可以进一步的证实和将该研究扩展到其他慢性疼痛的状况中，并评估伏隔核中低频波动异常的潜在机制，并探索这种生物标志物对慢性疼痛的潜在临床应用。总的来说，该研究为慢性疼痛的神经机制提供了重要的见解，有助于慢性疼痛的新疗法和干预措施的进一步发展。

第一作者

Meena M. Makary

通讯作者

Paul Geha

原文链接

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1918682117

参考文献

Makary, M. M., Polosecki, P., Cecchi, G. A., DeAraujo, I. E., Barron, D. S., Constable, T. R., Whang, P. G., Thomas, D. A., Mowafi, H., Small, D. M., & Geha, P. (2020). Loss of nucleus accumbens low-frequency fluctuations is a signature of chronic pain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(18), 10015–10023. https://doi.org/10.1073/pnas.1918682117

数据下载

ftp:// openpain.org/AccumbensChronicPainSignature

全文完

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