格索普插图丨Science：张智/刘元渊团队揭示声音减轻疼痛的神经机制

#3 研究方法和结论

研究团队给炎症肿胀模型（爪子产生炎症性疼痛）小鼠听三种不同类型的声音：中强度以及低强度的协调音、非协调音以及白噪音（频率具有相同能量密度的随机噪声例如雨声）。

令人惊讶的是，所有这三种类型的声音，当以类似于背景噪音（45分贝，大约是耳语的水平）的低强度（50分贝）播放时，都能够降低小鼠的疼痛敏感性。而相同的声音，当以更高强度（比背景噪声高15分贝以上）播放时，则不能帮助这些小鼠降低疼痛敏感性。

CS（协调音），DS（不协调音），WN（白噪声）

这些研究结果提示我们：声音对减轻疼痛感的帮助，更重要的是声音的强度，而不是声音的类型或感知愉悦度。

那么，低强度声音发挥镇痛效应的神经基础是什么？听觉信号由外周产生，最终传递到听皮层（ACx）进行精细编码和分析。ACx作为声音处理的最高级中枢，向全脑范围内广泛投射，参与调节恐惧、学习记忆等。

因此，研究人员以ACx为靶点，通过病毒示踪发现，在疼痛密切相关的核团中，ACx的谷氨酸神经元（ACx^Glu）主要投射至躯体感觉丘脑的后核（PO）和腹后核（VP）；通过在体电生理及深部钙成像记录发现，5-dB SNR的声音处理抑制ACx^Glu到PO和VP的投射，进而抑制PO和VP在疼痛时激活的神经元；通过光遗传及化学遗传学研究发现，调控ACx^Glu→丘脑投射显著影响小鼠疼痛阈值。

#4 总结与展望

这项研究在小鼠模型中揭示了声音镇痛作用的神经机制，这为开发更安全的镇痛药物或疗法提供了新的方向和思路。

然而，还需要进一步研究的是：音乐对人类还具有情感意义，但人类的音乐对小鼠而言意味着什么仍不清楚；还需要进一步研究人类大脑中是否具有类似的回路，以及人类大脑中是否也只是声音强度发挥主要作用。

#5 作者团队

中国科学技术大学特任副研究员周文杰博士、博士生叶崇欢、安徽中医药大学王海涛教授、博士生毛煜为该论文的共同第一作者。

中国科学技术大学生命科学与医学部张智、美国国立卫生研究院刘元渊和安徽医科大学陶文娟为该论文的共同通讯作者。

该研究还得到中国科大附属第一院耳鼻喉科的赵婉博士和中国科大生命科学与医学部的陈林教授的大力支持，并得到国家基金委、科技部科技创新2030（中国脑计划）、合肥微尺度物质科学国家研究中心、合肥大科学中心、中科院脑功能与脑疾病重点实验室和中国科学技术大学的资助。