【师生风采】我校首次以通讯单位在《科学》合作发文 揭示声音镇痛的神经机制
近日，我校基础医学院陶文娟副教授团队与中国科学技术大学张智教授团队、美国国立卫生研究院刘元渊教授团队合作，在国际权威学术期刊《科学（Science）》（IF=63.714）联合发表题为《声音通过皮质丘脑回路产生镇痛效果（Sound induces analgesia through corticothalamic circuits）》的最新成果，揭示了相对于环境音的低强度声音缓解躯体不同部位疼痛的精细神经机制，为靶向感知觉系统刺激调控疼痛行为提出了新思路。
这是我校首次以通讯作者单位在《科学》发表原创性成果。中国科学技术大学特任副研究员周文杰、博士生叶崇欢，安徽中医药大学教授王海涛，我校2012届硕士研究生、第一附属医院麻醉科副主任医师毛煜为该论文的第一作者。张智、陶文娟、刘元渊为该论文共同通讯作者。
早在1960年，《科学》杂志已有论文研究发现音乐和噪音能够产生镇痛效果，然而半个世纪以来，声音镇痛的神经机制并不清楚。鉴于高强度的声音，如雷声等，能够诱发人和小鼠的恐惧，因此研究人员首先给予疼痛模型小鼠中强度以及低强度的协调音、非协调音以及白噪音，发现仅在低强度时，这三类声音均能有效缓解小鼠的疼痛样行为。此外，有研究提示声音的镇痛效果与个体所处环境密切相关，因此研究人员通过在不同的环境噪音下研究发现，相对于环境音的5-dB声强差（SNR）的声音镇痛效应最佳。
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，参与调解恐惧、学习记忆等。该团队以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（ACxGlu）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ACxGlu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ACxGlu→丘脑投射显著影响小鼠疼痛阈值。
陶文娟副教授主要从事慢性疼痛及其相关的焦虑和抑郁产生的神经机制，聚焦大脑神经环路的工作原理和发生异常的分子生物学基础。与中国科学技术大学脑功能与脑疾病重点实验室张智教授课题组长期合作，研究包括神经科学领域最前沿的神经病毒示踪和神经调控等技术描绘神经环路精细结构，采取单细胞测序等分子生物学技术揭示神经功能异常的分子机制。相关研究成果发表于《科学》《神经生物学进展（Progress in Neurobiology）》《转化精神病学（Translational Psychiatry）》和《生物化学杂志（Journal of Biological Chemistry）》等SCI高影响力期刊。
该研究得到国家基金委、科技部科技创新2030（中国脑计划）、安徽省教育厅自然科学基金和安徽医科大学资助。（基础医学院 陈远华）