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苏州医工所等在人脑的疼痛信号研究中取得进展

苏州医工所等在人脑的疼痛信号研究中取得进展

  痛觉既是机体的一种保护机制,亦是困扰很多人的一种病患,但人脑到底是如何产生痛觉以及它又是如何消失的,仍然不甚清楚。

  中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员王守岩的神经工程研究组以神经病理性疼痛患者为研究对象,利用独特的深部脑刺激植入研究手段,从人脑感觉丘脑和室周灰质区/导水管周围灰质区(periventricular gray/periaqueductal grayPVG/PAG记录场电位信号,以期探索与疼痛缓解密切相关的神经电生理特征。

  研究发现丘脑和PVG/PAG脑区中存在多个与疼痛缓解相关的神经波动,包括thetaalphabeta等多个成分,且这些成分与疼痛缓解存在正、负双向相关关系,表明疼痛调控的多维度特征,其研究结果发表在Clinical Neurophysiology拼搏在线首页

  研究人员进而针对疼痛特征的多维建模需求,提出场电位信号神经波动分析的RBC理论,即从神经波动的节律、平衡和耦合神经行为特征,建立三维空间神经活动编码方法,并证明该方法能够刻画不同局部脑网络的复杂活动,成果发表在Journal of Neuroscience Methods上。

  这些研究发现与方法将有助于建立疼痛及其治疗的预测模型,为疼痛机制研究、神经调控策略发展提供了理论与技术基础,将推动疼痛治疗深部脑刺激、脊髓刺激等先进神经调控技术发展。

  该项研究工作由黄永志及其导师王守岩与英国牛津大学John Radcliffe Hospital神经外科合作完成,受到中科院百人计划、江苏省创新人才计划和苏州市神经工程技术重点实验室等项目资助,为神经工程研究组系列工作的一部分(Exp Brain Res 232(2):527-34,2014; Exp Neurology 239(1):248-255, 2013; Neurology 72(6):569-71,2009)。

[video:痛觉三维重建]拼搏在线网官网 

  DBS治疗疼痛电极植入三维重建视频。视频中白的直线为DBS电极,白色球体为植入靶点位置,分别为感觉丘脑和PAG核团。

  图1:丘脑(a)、PVG/PAGb)场电位与疼痛缓解的相关关系。其中丘脑和PVAG核团的theta6-9Hz)节律均与疼痛缓解程度呈负相关(分别为R=-0.61, p=0.005R=-0.69, p=0.003),而丘脑核团的高beta节律(22-33Hz)和PAGalpha10-12Hz)节律与疼痛缓解程度呈正相关(分别为R=0.56, p=0.007R=0.51, p=0.009)。

图2:基于RBC理论的三维空间神经波动行为学分析方法在疼痛与肌张力障碍两种疾病神经活动的表现




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