身體的不適,或許只是大腦寫給你的一封信。
有人被疼痛折磨數(shù)年,心態(tài)依然平和;有人卻在短暫的病痛后陷入情緒的泥沼。有人面對(duì)壓力從容應(yīng)對(duì),皮膚光潔如初;有人卻在焦慮的夜里被皮疹反復(fù)侵?jǐn)_。
這些差異的根源,或許并不在于意志力的強(qiáng)弱,而在于大腦深處某些尚未被察覺的生理機(jī)制。今天,復(fù)旦大學(xué)兩支獨(dú)立團(tuán)隊(duì)同時(shí)在《科學(xué)》雜志發(fā)表研究成果,分別揭示了慢性疼痛演變?yōu)榍榫w障礙的神經(jīng)閘門,以及心理壓力觸發(fā)皮膚炎癥的分子通路。
疼痛的終點(diǎn)未必是絕望
研究團(tuán)隊(duì):復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院 肖曉、Trevor Robbins、馮建峰團(tuán)隊(duì)
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被誤解的海馬體
長期以來,科學(xué)界將海馬體視為記憶與空間導(dǎo)航的專屬領(lǐng)地。然而,這支跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)在對(duì)數(shù)萬例縱向腦影像數(shù)據(jù)的挖掘中,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)反常現(xiàn)象:慢性疼痛患者的海馬體并非一成不變,其體積在病程初期往往異常增大,隨后才逐漸萎縮。
這一時(shí)序特征暗示著某種代償機(jī)制的存在——大腦正在試圖調(diào)動(dòng)儲(chǔ)備資源,應(yīng)對(duì)持續(xù)的傷害性刺激。
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齒狀回的臨界點(diǎn)
研究進(jìn)一步將焦點(diǎn)收縮至海馬體內(nèi)部的齒狀回結(jié)構(gòu)。這一區(qū)域在成年后仍保留神經(jīng)發(fā)生能力,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中罕見的"再生之地"。
動(dòng)物模型顯示,在神經(jīng)病理性損傷后的早期階段,新生神經(jīng)元被顯著動(dòng)員,齒狀回活性增強(qiáng),伴隨而來的竟是認(rèn)知功能的短暫提升。然而,這種代償具有明確的時(shí)效性。當(dāng)疼痛超越特定時(shí)長,齒狀回的興奮-抑制穩(wěn)態(tài)遭到破壞,神經(jīng)元凋亡速率超過生成速率,結(jié)構(gòu)開始萎縮。
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更關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)來自損毀實(shí)驗(yàn):選擇性消除齒狀回功能后,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)傷害性刺激的感知能力保持完整,但由長期疼痛誘發(fā)的焦慮與抑郁樣行為顯著減少。這意味著齒狀回并非疼痛的感知器,而是疼痛情緒的放大器與轉(zhuǎn)化器。
免疫細(xì)胞的意外角色
研究團(tuán)隊(duì)并未止步于解剖定位。他們追問:是否存在一種干預(yù)方式,既能阻斷情緒的惡化,又不犧牲齒狀回的正常生理功能?
答案指向了小膠質(zhì)細(xì)胞——中樞神經(jīng)系統(tǒng)常駐的免疫哨兵。這些細(xì)胞在齒狀回微環(huán)境中扮演雙重角色:既參與神經(jīng)發(fā)生的調(diào)控,又在病理狀態(tài)下釋放促炎因子,加劇神經(jīng)元的應(yīng)激損傷。
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篩選驗(yàn)證表明,特定藥物對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的活性具有顯著調(diào)節(jié)作用,能夠在不影響基礎(chǔ)痛覺的前提下,降低情緒并發(fā)癥的發(fā)生概率。這一策略為臨床提供了新的可能性:與其消除疼痛本身,不如阻斷其向精神領(lǐng)域的蔓延。
從數(shù)據(jù)到機(jī)制的研究范式
該研究的獨(dú)特之處在于其方法論路徑。團(tuán)隊(duì)首先依托大規(guī)模人群隊(duì)列的縱向數(shù)據(jù),識(shí)別出具有預(yù)測(cè)價(jià)值的影像學(xué)標(biāo)志;隨后通過嚙齒類模型的精準(zhǔn)操作,建立因果關(guān)系;最終回歸分子層面,鎖定可藥靶點(diǎn)。
這種"臨床現(xiàn)象-機(jī)制解析-干預(yù)驗(yàn)證"的閉環(huán),代表了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的理想形態(tài)。論文共同第一作者分別來自生物學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)背景,這種學(xué)科交叉被證明是解開復(fù)雜腦疾病之謎的關(guān)鍵配置。
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皮膚是大腦的鏡子
研究團(tuán)隊(duì):復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院 柳申濱團(tuán)隊(duì)
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被忽視的心理維度
特應(yīng)性皮炎患者常有這樣的體驗(yàn):工作deadline逼近時(shí),瘙癢感驟然加劇;情感沖突爆發(fā)后不久,皮損范圍明顯擴(kuò)展。傳統(tǒng) dermatology 將這些現(xiàn)象歸類為"心身反應(yīng)"的模糊范疇,缺乏機(jī)制層面的解釋。
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柳申濱團(tuán)隊(duì)最初的研究方向與此相距甚遠(yuǎn)。他們?cè)噲D解析針刺療法對(duì)皮膚炎癥的調(diào)節(jié)規(guī)律,卻在實(shí)驗(yàn)中不斷遭遇無法解釋的變異。經(jīng)過系統(tǒng)性排查,團(tuán)隊(duì)意識(shí)到一個(gè)被長期忽視的混雜因素:實(shí)驗(yàn)操作本身對(duì)動(dòng)物造成的應(yīng)激。
這一"失敗"的啟示促使團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向——與其消除應(yīng)激的干擾,不如將應(yīng)激本身作為研究對(duì)象。
神經(jīng)-免疫軸的解剖學(xué)基礎(chǔ)
研究確立了從大腦到皮膚的完整信號(hào)鏈條。心理應(yīng)激激活中樞應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng),信號(hào)經(jīng)交感神經(jīng)鏈傳遞至皮膚局部。在那里,一類表達(dá)強(qiáng)啡肽的交感神經(jīng)元亞群(Pdyn+)與嗜酸性粒細(xì)胞形成獨(dú)特的空間配置。
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嗜酸性粒細(xì)胞是過敏反應(yīng)和寄生蟲防御的核心效應(yīng)細(xì)胞,其浸潤程度與多種皮膚疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),應(yīng)激信號(hào)通過三層分子對(duì)話招募并激活這些細(xì)胞:
趨化因子CCL11由神經(jīng)末梢釋放,作為定向信號(hào);其受體CCR3表達(dá)于嗜酸性粒細(xì)胞表面,介導(dǎo)細(xì)胞遷移;抵達(dá)目標(biāo)區(qū)域后,腎上腺素能受體Adrb2作為功能開關(guān),啟動(dòng)細(xì)胞的促炎程序。
這三層機(jī)制構(gòu)成了精準(zhǔn)干預(yù)的潛在靶點(diǎn)譜系。
從機(jī)制到臨床的跨越
該研究的臨床意義在于將心理狀態(tài)從"輔助因素"提升為"核心變量"。既往皮膚病管理側(cè)重于局部用藥和免疫抑制,心理支持多為輔助性、經(jīng)驗(yàn)性。而神經(jīng)免疫機(jī)制的闡明,為心理干預(yù)的整合提供了科學(xué)依據(jù)。
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此外,關(guān)鍵分子的識(shí)別為藥物開發(fā)指明了方向。針對(duì)CCL11-CCR3軸或Adrb2的調(diào)節(jié)劑,可能在不抑制全身免疫的前提下,阻斷應(yīng)激相關(guān)的炎癥惡化。
技術(shù)挑戰(zhàn)與堅(jiān)持
研究過程中,嗜酸性粒細(xì)胞的分離與活性維持構(gòu)成了主要技術(shù)瓶頸。該細(xì)胞類型對(duì)體外操作極為敏感,極易發(fā)生脫顆粒而失去功能特征。團(tuán)隊(duì)通過十余次條件優(yōu)化,最終建立了穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)方案。
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轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的構(gòu)建同樣耗時(shí)費(fèi)力。涉及近二十種基因型的交叉繁育,任何環(huán)節(jié)的失誤都可能導(dǎo)致品系斷代。這種對(duì)技術(shù)精度的極致追求,是高水平神經(jīng)科學(xué)研究的常態(tài)。
結(jié)語:重新理解身心關(guān)系
兩項(xiàng)研究從不同角度觸及同一主題:大腦并非被動(dòng)的信息處理器,而是主動(dòng)參與軀體疾病發(fā)生發(fā)展的調(diào)控中樞。
在疼痛研究中,齒狀回作為"情緒閘門"的隱喻,提示我們慢性疼痛的治療目標(biāo)或許需要調(diào)整——完全鎮(zhèn)痛未必現(xiàn)實(shí),但阻止其精神后果是可行的。在皮膚研究中,"腦-皮軸"的發(fā)現(xiàn)則將心理學(xué)與皮膚病學(xué)緊密聯(lián)結(jié),挑戰(zhàn)了學(xué)科分野的傳統(tǒng)邊界。
更值得深思的是研究方法論的啟示。肖曉團(tuán)隊(duì)的大規(guī)模數(shù)據(jù)挖掘與柳申濱團(tuán)隊(duì)的"失敗驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向",共同展示了當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)研究的靈活性:既需要大數(shù)據(jù)的廣度,也需要機(jī)制研究的深度;既需要堅(jiān)持既定方向,也需要對(duì)意外保持敏感。
復(fù)旦大學(xué)在腦科學(xué)領(lǐng)域的這兩項(xiàng)突破,不僅回答了具體的科學(xué)問題,更示范了如何連接基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)與臨床需求。當(dāng)人工智能被引入藥物篩選,當(dāng)臨床隊(duì)列與動(dòng)物模型相互驗(yàn)證,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的愿景正在逐步兌現(xiàn)。
對(duì)于普通讀者而言,這些發(fā)現(xiàn)或許能帶來某種釋然:那些無法言說的痛苦,那些難以自控的焦慮,可能并非個(gè)人的軟弱,而是生理機(jī)制的真實(shí)反映。理解這一點(diǎn),是走向有效干預(yù)的第一步。
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