你是否曾经历过这样一幕：当身体某处感到疼痛时，其他部位的疼痛感似乎会减轻？这一现象并非偶然，而是一种神秘的神经机制在发挥作用。2025年2月21日，来自中国科学技术大学的张智教授与朱霞教授团队及安徽医科大学的陶文娟教授团队，联合发表了名为“Intra-somatosensory cortical circuits mediating pain-induced analgesia”的研究论文，该论文刊登于《Nature Communications》。

此研究采用了神经元活性依赖标记策略与多脑区深部钙成像等先进技术，结果显示在完全弗氏佐剂（CFA）模型小鼠上施加不同部位的伤害性刺激均能有效缓解足底的炎性疼痛。这一现象主要通过次级躯体感觉皮层（S2）与初级躯体感觉皮层后肢区（S1HL）的前馈抑制环路介导。从同侧施加的伤害性刺激到对侧的伤害性刺激，研究表明它们在调节疼痛的过程中具有独特的作用。

在实验中，研究者向CFA小鼠的左后爪注射CFA，并使用鳄鱼夹对其左前爪、右前爪或脸颊施加机械刺激。结果表明，伤害性刺激显著提高了左后爪的疼痛阈值，并抑制了疼痛相关行为，且在移除鳄鱼夹后镇痛效果会逐渐减弱。进一步研究发现，辣椒素诱导的伤害性刺激同样能够提高小鼠后爪的疼痛阈值，这为"以痛止痛"的现象提供了实验依据。

为了定位与“以痛止痛”相关的脑区，研究者利用FosTRAP2:Ai14小鼠结合多种行为范式进行探索，结果显示在S2的第2至第4层神经元中，c-Fos表达显著增加，而在S1HL中的表达则显著降低。这表明S2和S1HL在“以痛止痛”效果中可能共同发挥作用。

通过在S2与S1HL进行深部钙成像，研究团队发现，在“以痛止痛”行为范式下，S2中神经元的钙活动显著增强，而S1HL神经元的钙活动则下降。这一现象进一步得到了遗传调控的验证，当抑制S2时，S1HL的神经元活性升高，小鼠后肢的镇痛效应被阻断。由此可以推断，S2通过抑制S1HL来介导“以痛止痛”的过程。

为了进一步澄清S2与S1HL之间的神经连接，研究者利用病毒示踪技术发现S2主要投射至S1HL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。通过调控这一路径，研究者发现即使在不损害小鼠运动功能的情况下，抑制该环路也能阻止“以痛止痛”的效应。

考虑到大脑在感觉信息处理中的侧向特征，研究者推测同侧的伤害性刺激可能会优先激活对侧的S2脑区，并通过半脑间的信息交流发挥镇痛效应。通过三级示踪结合透明化成像分析，证实了contra-S2→S2→S1HL的环路的参与，进一步的深部钙成像和遗传调控研究显示该环路在对侧身体疼痛诱导的镇痛作用中起着关键角色。

总结来看，该研究揭示了S2→S1的前馈抑制环路与Contra-S2→S2→S1神经环路分别介导不同侧疼痛诱导的镇痛效应。这一发现对理解疼痛机制及潜在的治疗策略具有重要意义。

此项研究由中科大博士研究生黄继业、金语馨，博士后董婉莹，以及中科大附属第一医院的赵婉共同完成。张智教授、陶文娟教授和朱霞教授作为共同通讯作者，是该领域的杰出专家。

该研究得到了国家自然科学基金、中国脑计划等多项资金的支持，进一步推动了生物医学领域在疼痛感知机制方面的深入探索。我们期待EVO视讯在该领域的持续发展，助力更多科学研究的成果转化与应用。