(Inside Science) — 今年的诺贝尔生理学或医学奖授予了两位发现了我们温度和触觉感知机制的科学家。David Julius 确定了热敏离子通道 TRPV1，而 Ardem Patapoutian 发现了触敏的 Piezo 通道。
这两个通道都在细胞膜上形成孔，使细胞能够通过身体发送电化学信号。这个过程与我们的身体如何感知疼痛有关——分别是来自热和来自机械力的疼痛。但疼痛是一种比简单的生化通路所能解释的更复杂的现象。诺贝尔奖得主确定的分子通道只是这个故事的开端，还有很多需要去发现，特别是关于这些通道提供的疼痛信号如何传递到大脑并被大脑解读。
“疼痛是一种非常复杂的感觉，”加拿大魁北克省谢布鲁克大学的疼痛研究员 Serge Marchand 说。“还有很多事情我们不了解。”
至少对于热引起的疼痛来说，事情比较容易理解。TRPV1 通道是皮肤将热感传递到大脑所需的唯一起点。缺乏产生 TRPV1 的基因的小鼠，或者其含有该离子通道的神经元已被破坏的小鼠，无法感受到热痛——尽管他表示，即使之后身体部位出现灼伤，对机械刺激引起的疼痛仍然敏感，但这种疼痛与热痛不同，加州大学旧金山分校的疼痛研究员 Allan Basbaum（曾与 Julius 一起进行小鼠研究）说。
然而，对于压力和触觉引起的疼痛，情况则更为复杂。Piezo 通道负责你感觉到的疼痛，例如皮肤因瘀伤而变得敏感时被触碰所引起的疼痛，但它们不参与急性机械性疼痛，比如用锤子砸到拇指时感受到的那种疼痛。
“我们没有一个单一的通道是急性机械性疼痛体验所必需的，”Basbaum 说。“不像热痛那样，你无法通过阻断某个通道来阻止这种感觉，因为 TRPV1 是这样。”事实上，我们并不真正知道哪些生化通路会检测到这种感觉并将信号发送到你的大脑。
Basbaum 表示，急性机械性疼痛的信号可能是整合性的，多个通路会产生输入，最终会超过某个阈值，大脑就会将其识别为疼痛。大脑何时识别到某种感觉为疼痛，这个问题是该领域最大的谜团之一。
“疼痛是大脑的产物。这是一种情感反应，”Basbaum 说。“大脑读取一系列神经活动的输出并做出决定。”例如，这个决定区分了某种感觉是被视为令人烦恼的瘙痒还是剧烈的疼痛。
Marchand 最感兴趣的是大脑如何对来自脊髓和大脑中枢神经系统以外的神经所接收到的信息做出这些决定。这些信息的处理和决定可能会出错，包括在患有“痛觉过敏”的人身上，即使轻微的触碰也会引起极度疼痛，以及在截肢后感到幻肢痛的人身上。
即使我们完全理解了从皮肤表面延伸到脊髓的感受器和神经是如何工作的，这仍然无法解释疼痛的所有未知之处。
“如果幻肢痛能够存在，那就意味着在中枢神经系统中存在足够的连接来重现手指的疼痛感，即使没有手指，”Marchand 说。他表示，更好地理解这些现象将为患者带来更好的治疗方法，并有助于解释为什么有些人比其他人更容易患上慢性疼痛。
Basbaum 说，关于疼痛最大的未解问题之一是寻找某种生物标志物，能够帮助研究人员和医生通过简单的血液检查或脑部扫描来检测和量化疼痛。例如，一些研究人员正在研究血液中炎症调节细胞因子的水平是否与疼痛水平相关，并在使用止痛药后是否会发生变化。但他表示，损伤的物理方面、神经发送的信号以及大脑对这些信号的解读之间的复杂相互作用，使得这项研究非常困难。“疼痛不仅仅是刺激强度的函数，”他说。“它受到许多因素的影响，比如你的情绪状态和经历的背景。它对每个人的影响都不一样。”
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