科研進展

心理所研究發現懷舊情緒鎮痛的丘腦-皮層機制

發布時間:2022-03-16 作者:孔亞卓研究組、蔡華儉研究組

  懷舊是一種對過去包含情感的渴望感,是一種與自我相關、苦樂參半但主要是積極的社會情緒。以往研究發現,對個體而言,懷舊可以緩解疼痛或增加對疼痛的忍耐。在藥物鎮痛有潛在成癮性的背景下,非藥物性鎮痛(如懷舊)受到了越來越多的關注。盡管已有研究證明懷舊具有鎮痛作用,但是其背后的大腦機制仍然未知。

  中國科學院行為科學重點實驗室孔亞卓研究組和蔡華儉研究組合作開展了一項研究,來揭示懷舊鎮痛作用的神經機制。

  疼痛涉及到多個腦區,這其中丘腦是傳遞、整合傷害性信息的關鍵中繼站。已有功能連接分析發現,在經歷疼痛時,前額葉、海馬旁和腦干結構參與情緒的調節。而懷舊是一種涉及自我、自傳記憶和獎勵的復雜情緒,在經歷懷舊之后,丘腦可能會將外部信號(即懷舊信息)整合到當前的心理狀態(即疼痛感知)中。進而,懷舊可能通過這些自上而下的途徑調節疼痛。

  基于這些理論,研究者通過功能磁共振(fMRI)技術,使用全腦分析、ROI分析、PPI分析、中介分析等方式,探尋當健康被試在觀看懷舊圖片后經歷熱痛時大腦的活動變化。結果證明了懷舊的鎮痛作用,發現了編碼懷舊的關鍵腦區,闡明了懷舊鎮痛的神經機制。

  研究發現,在大腦編碼懷舊階段(即線索階段),前額丘腦參與懷舊狀態的編碼(圖B左);在疼痛編碼階段,后頂葉丘腦參與鎮痛編碼(圖B右)。而線索階段前額丘腦的腦活動與疼痛階段后頂葉丘腦的腦活動呈正相關(圖B中);除此之外, PPI分析發現,在線索階段存在前額丘腦-PAG的功能連接,并且該功能連接與懷舊強度正相關(圖C上);在隨后的疼痛階段存在PAG-dlPFC的功能連接,并且該功能連接和疼痛評分呈邊緣顯著的正相關(圖C下)。最后,中介分析發現,懷舊可能通過在疼痛階段加強丘腦的活動來減輕疼痛(圖D)。

  

圖A:fMRI范式,包括觀看懷舊圖片(線索階段)和接受熱痛刺激(疼痛階段);圖B:在線索和疼痛階段,大腦激活與行為評分之間存在顯著相關性;圖C:PPI分析;圖D:中介分析

  

  綜上所述,研究結果表明,丘腦作為調節疼痛的關鍵大腦區域,也與懷舊相關的鎮痛作用有關(圖E)。具體來說,編碼懷舊的前丘腦激活可預測編碼疼痛的后頂葉丘腦激活。同時,丘腦調節傷害性輸入,并在觸發腦干鎮痛通路中發揮關鍵作用。這項研究揭示了懷舊鎮痛的神經機制,為非藥物心理鎮痛的進一步發展和改進提供了新的見解。

  

圖E:懷舊鎮痛的丘腦中心通路模型

  

  該項研究成果已在線發表在Journal of Neuroscience,目前被新華社、美國神經科學學會(SfN)、美國科學促進會(AAAS)、CNN進行報道,同時該成果還被泰晤士報、獨立報、每日快報等多家海外媒體轉載宣傳。

  

媒體對該項研究的報道

  

  該研究得到國家自然科學基金(32100861, 81871436, 82072010, 82030121,32000775,32000775)、國家社會科學基金(17ZDA324)的資助,和中國科學院心理研究所磁共振成像研究中心的資助。心理所張明助理研究員為論文的第一作者,孔亞卓研究員、蔡華儉研究員為通訊作者。

  論文信息:

  Zhang, M., Yang, Z., Zhong, J., Zhang, Y., Lin, X., Cai, H.*, & Kong. Y*. (2022). Thalamocortical mechanisms for nostalgia-induced analgesia. Journal of Neuroscience.in press. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2123-21.2022

 


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