心理所研究发现怀旧情绪镇痛的丘脑-皮层机制
加大123+ | 默认大小 | 缩小- 作者:孔亚卓研究组、蔡华俭研究组 来源:中国科学院心理研究所 发布时间:2022年03月19日 浏览次数:

  怀旧是一种对过去包含情感的渴望感,是一种与自我相关、苦乐参半但主要是积极的社会情绪。以往研究发现,对个体而言,怀旧可以缓解疼痛或增加对疼痛的忍耐。在药物镇痛有潜在成瘾性的背景下,非药物性镇痛(如怀旧)受到了越来越多的关注。尽管已有研究证明怀旧具有镇痛作用,但是其背后的大脑机制仍然未知。

  中国科学院行为科学重点实验室孔亚卓研究组和蔡华俭研究组合作开展了一项研究,来揭示怀旧镇痛作用的神经机制。

  疼痛涉及到多个脑区,这其中丘脑是传递、整合伤害性信息的关键中继站。已有功能连接分析发现,在经历疼痛时,前额叶、海马旁和脑干结构参与情绪的调节。而怀旧是一种涉及自我、自传记忆和奖励的复杂情绪,在经历怀旧之后,丘脑可能会将外部信号(即怀旧信息)整合到当前的心理状态(即疼痛感知)中。进而,怀旧可能通过这些自上而下的途径调节疼痛。

  基于这些理论,研究者通过功能磁共振(fMRI)技术,使用全脑分析、ROI分析、PPI分析、中介分析等方式,探寻当健康被试在观看怀旧图片后经历热痛时大脑的活动变化。结果证明了怀旧的镇痛作用,发现了编码怀旧的关键脑区,阐明了怀旧镇痛的神经机制。

  研究发现,在大脑编码怀旧阶段(即线索阶段),前额丘脑参与怀旧状态的编码(图B左);在疼痛编码阶段,后顶叶丘脑参与镇痛编码(图B右)。而线索阶段前额丘脑的脑活动与疼痛阶段后顶叶丘脑的脑活动呈正相关(图B中);除此之外, PPI分析发现,在线索阶段存在前额丘脑-PAG的功能连接,并且该功能连接与怀旧强度正相关(图C上);在随后的疼痛阶段存在PAG-dlPFC的功能连接,并且该功能连接和疼痛评分呈边缘显著的正相关(图C下)。最后,中介分析发现,怀旧可能通过在疼痛阶段加强丘脑的活动来减轻疼痛(图D)。

  

图A:fMRI范式,包括观看怀旧图片(线索阶段)和接受热痛刺激(疼痛阶段);图B:在线索和疼痛阶段,大脑激活与行为评分之间存在显著相关性;图C:PPI分析;图D:中介分析

  

  综上所述,研究结果表明,丘脑作为调节疼痛的关键大脑区域,也与怀旧相关的镇痛作用有关(图E)。具体来说,编码怀旧的前丘脑激活可预测编码疼痛的后顶叶丘脑激活。同时,丘脑调节伤害性输入,并在触发脑干镇痛通路中发挥关键作用。这项研究揭示了怀旧镇痛的神经机制,为非药物心理镇痛的进一步发展和改进提供了新的见解。

  

图E:怀旧镇痛的丘脑中心通路模型

  

  该项研究成果已在线发表在Journal of Neuroscience,目前被新华社、美国神经科学学会(SfN)、美国科学促进会(AAAS)、CNN进行报道,同时该成果还被泰晤士报、独立报、每日快报等多家海外媒体转载宣传。

  

媒体对该项研究的报道

  

  该研究得到国家自然科学基金(32100861, 81871436, 82072010, 82030121,32000775,32000775)、国家社会科学基金(17ZDA324)的资助,和中国科学院心理研究所磁共振成像研究中心的资助。心理所张明助理研究员为论文的第一作者,孔亚卓研究员、蔡华俭研究员为通讯作者。

  论文信息:

  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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