科研進展
心理所研究揭示負性情緒在疼痛敏感性性別差異中的作用及其腦結構基礎
發布時間：2021-11-11
作者：中國科學院心理健康重點實驗室 胡理研究組
疼痛敏感性存在較大的個體差異，性別是眾多影響疼痛敏感性個體差異的重要因素之一。疼痛敏感性的性別差異具體表現在女性較男性對多種模態的傷害性刺激誘發的疼痛有更高的敏感性。此外，負性情緒與疼痛感知有密切聯系，且已有研究報告女性會較男性會體驗到更多的負性情緒。然而，對于不同類型（高階/低階）的負性情緒在疼痛敏感性性別差異中的確切作用仍不清楚，且是否存在一些腦結構或靜息態腦功能特征可直接或者通過調節負性情緒導致疼痛敏感性的性別差異還需要進一步探究。
為回答以上問題，中國科學院心理健康重點實驗室胡理研究組開展了一項以450名健康被試（160名男性和290名女性）為研究對象的大樣本研究，通過心理物理學方法和磁共振腦成像技術采集包含行為學、結構像和靜息態功能像數據，以系統研究負性情緒在疼痛敏感性性別差異中的作用及其腦機制。
首先，該研究通過問卷測量和冷壓痛測試方法分別采集了被試的負性情緒水平（包括疼痛恐懼、疼痛相關的焦慮、特質焦慮、抑郁）和疼痛敏感性（疼痛閾限、耐受閾限），探究負性情緒在疼痛敏感性性別差異中的作用。結果發現女性的疼痛敏感性及與疼痛相關的負性情緒評分（疼痛恐懼和焦慮）顯著高于男性，且所有被試的疼痛恐懼和焦慮評分與其疼痛閾限和耐受閾限呈負相關（圖1）。一系列的中介分析結果顯示，疼痛恐懼和疼痛焦慮在性別和疼痛閾限之間的關系中起連續補充性的中介作用，在性別與疼痛耐受閾限的關系中起連續的間接的中介作用。
圖1. 疼痛敏感性和負性情緒評分的性別差異
其次，該研究還提取了被試的腦結構指標（皮層厚度和皮層下結構體積），通過模型構建性別、腦結構特征、疼痛相關負性情緒和疼痛敏感性之間的關系。結果發現，男性的杏仁核體積顯著大于女性（圖2）；疼痛恐懼與左側杏仁核的灰質體積，特別是其亞核中的外側核、基底核、副基底核以及皮質-杏仁核過渡區的體積，呈顯著負相關；中介分析結果顯示，左側杏仁核的外側核和基底核體積在性別和疼痛恐懼之間起互補性中介作用。最終的結構方程模型進一步揭示了杏仁核的外側核和基底核體積可以通過調節疼痛恐懼的性別差異進而影響疼痛焦慮，最終對痛敏感性的性別差異產生影響（圖3）。
圖2. 皮層下腦區體積的性別差異
圖3. 性別、杏仁核體積、疼痛相關負性情緒及疼痛敏感性關系的綜合模型
綜上所述，該研究結果表明，疼痛恐懼和疼痛焦慮介導了疼痛敏感性的性別差異，且它們對疼痛閾限和耐受閾限性別差異的作用模式不完全相同，提示與疼痛閾限直接受性別影響相比，疼痛耐受閾限可能負載更多的心理成分。該研究強調了疼痛相關負性情緒及杏仁核的結構在疼痛敏感性性別差異中的重要作用，加深了研究者對疼痛敏感性性別差異的神經心理學機制的理解，并對臨床實踐中如何實現個體化疼痛評估和管理提供了思路。
該研究受國家自然科學基金委項目（31800926, 32071061和31822025）和中國科學院心理研究所科研啟動基金（Y8CX351005）資助。
該研究成果已在線發表在NeuroImage。
論文信息：
Zhang, H., Bi, Y., Lu, X., Hou, X., Tu, Y., & Hu, L. (2021). The role of negative emotions in sex differences in pain sensitivity. NeuroImage. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118685
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