你是否曾经经历过这样的情景：当身体某个部位感到疼痛时，另一个部位的疼痛感似乎减轻了？这一现象并非误觉，而是大脑中一种复杂的神经机制在起作用。近期，中国科学技术大学的研究团队与安徽医科大学的专家联合开展了一项研究，发表在《Nature Communications》期刊上，标题为“Intra-somatosensory cortical circuits mediating pain-induced analgesia”。

该研究结合了多种技术手段，包括神经元活性依赖标记策略和多脑区深部钙成像，探讨了小鼠在不同部位受伤害刺激时的镇痛机制。实验发现，在全弗氏佐剂（CFA）小鼠身上施加不同部位的刺激，可以显著减轻足底的炎性疼痛。其中，同侧的伤害性刺激通过次级躯体感觉皮层（S2）与初级躯体感觉皮层后肢区（S1HL）之间的前馈抑制路线实现镇痛效果，而对侧的伤害性刺激则会激活对侧的S2脑区，并通过跨半脑的信息传递来介导镇痛。

在实验中，研究人员对小鼠左后爪注射CFA后进行多种机械刺激测试，结果显示，不同部位的伤害性刺激能够显著提升左后爪的疼痛阈值，并抑制疼痛相关行为。更为重要的是，鳄鱼夹移除后，镇痛效果逐渐减弱。为了验证这一发现，研究者们还采用了辣椒素诱导伤害性刺激，结果同样有效提高了CFA小鼠后爪的疼痛阈值，进一步证明了不同部位的伤害性刺激能够有效抑制疼痛现象，这为“以痛止痛”的机制提供了实验支持。

研究团队还通过对大脑进行深入探测，发现S2区的第2至第4层神经元在多种以痛止痛行为下的c-Fos表达显著增加，而S1HL中的神经元c-Fos表达则显著减少。这一结果表明，S2和S1HL可能在“以痛止痛”现象中共同发挥作用。

为明确S2与S1HL之间的神经连接，研究人员利用病毒示踪技术，发现S2主要投射到S1HL第4层的GABA能神经元，并通过电生理记录确认了S2→S1HL GABA→S1HL Glu的前馈抑制环路的存在。实验表明，抑制这一神经环路能够在不影响小鼠运动功能的情况下阻断“以痛止痛”的效果。

此外，由于大脑感觉信息处理具有侧颈特征，身体一侧的感知主要由对侧大脑半球处理，研究人员进一步推测，对侧的伤害刺激可能会优先激活对侧S2，再通过信息交流实现镇痛效果。通过深部钙成像和遗传调控，研究者们的实验数据证明了这种跨半脑的神经连接在对侧身体疼痛诱导镇痛中的作用。

这项研究揭示了S2→S1前馈抑制环路以及Contra-S2→S2→S1神经回路分别介导同侧和对侧疼痛诱导的镇痛效应，为我们理解疼痛的神经机制提供了新的视角。这些发现不仅对基础研究有重要意义，也为临床疼痛管理带来了新的可能性。

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本研究的共同第一作者包括中国科学技术大学的博士研究生以及安徽医科大学的研究人员，开创性的成果为我们理解疼痛机制提供了重要基础，而这也为未来疼痛治疗的创新开辟了新的方向。