研究人员发现声音如何减轻老鼠的疼痛

“我们需要更有效的方法来管理急性和慢性疼痛，这从更好地理解调节疼痛的基本神经过程开始，”NIDCR主任Rena D’souza博士说。“通过揭示在小鼠中调节声音减轻疼痛效果的电路，这项研究增加了关键的知识，最终可以为疼痛治疗提供新的方法。”

追溯到1960年，对人类的研究表明，音乐和其他种类的声音可以帮助减轻急性和慢性疼痛，包括牙科和医疗手术、分娩和癌症带来的疼痛。然而，大脑如何产生这种疼痛减轻或镇痛，尚不清楚。

“人类大脑成像研究表明，大脑的某些区域与音乐诱导的镇痛有关，但这些只是关联，”NIDCR的斯塔特曼终身轨道研究员、资深合著者刘媛圆(Kevin)博士说。“在动物身上，我们可以更充分地探索和操纵电路，以确定所涉及的神经基质。”

研究人员首先让爪子发炎的老鼠听三种声音:一段令人愉快的古典音乐，同一段音乐的令人不快的重排，以及白噪音。令人惊讶的是，当这三种类型的声音以相对于背景噪音(大约耳语的水平)的低强度播放时，小鼠的疼痛敏感性降低了。相同声音的更高强度对动物的疼痛反应没有影响。

刘说:“我们真的很惊讶，声音的强度，而不是声音的类别或感觉上的愉悦感会起作用。”

为了探索这种效应背后的脑回路，研究人员使用非传染性病毒和荧光蛋白来追踪大脑区域之间的联系。他们确定了一条从听觉皮层(负责接收和处理声音信息)到丘脑(充当身体感官信号(包括疼痛)的中继站)的路线。在自由活动的小鼠中，低强度的白噪声降低了丘脑中通路接收端的神经元的活性。

在没有声音的情况下，用基于光和小分子的技术抑制通路，模拟低强度噪音的疼痛钝化效果，同时打开通路，恢复动物对疼痛的敏感性。

刘说，目前还不清楚人类是否也有类似的大脑过程，也不清楚声音的其他方面，如它被感知的和谐或愉悦，对人类缓解疼痛是否重要。

“我们不知道人类音乐对啮齿动物是否有什么意义，但它对人类有很多不同的意义——你有很多情感成分，”他说。

研究结果可以为科学家提供一个起点，以确定动物研究结果是否适用于人类，并最终为开发阿片类药物治疗疼痛的更安全替代品提供信息。

这项研究得到了NIDCR校内研究部的支持。中国脑科学与类脑智能技术国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金创新课题组科学基金、中国科学院青年基础研究项目、安徽省自然科学基金、中国科学技术大学“双一流”科研基金等支持。