激光诱发疼痛的神经电生理特征及其应用

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1、2015年第60卷第13期：1150~1159《中国科学》杂志社评述www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS激光诱发疼痛的神经电生理特征及其应用①†②†①①*蔡敏敏,郭晓丽,唐丹丹,胡理①西南大学心理学部,认知与人格教育部重点实验室,重庆400715;②第三军医大学大坪医院,野战外科研究所,重庆400042†同等贡献*联系人,E-mail:huli@swu.edu.cn2014-09-09收稿,2014-09-22接受,2015-02-11网络版发表国家自然

2、科学基金(31200856,31471082)、重庆市自然科学基金(CQCSTC)和中央高校基本科研业务费专项资金(SWU1409105)资助摘要疼痛是大脑编码和处理伤害性刺激,避免潜在的或实际的组织损伤的一种保护功能.关键词人体内传导伤害性信息的神经纤维主要有A和C纤维.伤害性信息经过这两类纤维的传导和疼痛大脑结构的多重加工,最终产生人体的一次快疼痛和二次慢疼痛.较强烈的激光辐射热脉冲脑电可选择性激活皮肤浅表层中的伤害性游离神经末梢,诱发脑电(electroencephalography,EEG)活激光诱发电位

3、神经振荡信号动的变化,即激光诱发电位(laser-evokedpotentials,LEPs).至今,研究者共挖掘出A-LEPs的6个稳定成分,即时域上的A-N1,A-N2,A-P2,A-P4波,时频域上神经振荡节律成分alpha频段的事件相关去同步化(event-relateddesynchronization,α-ERD)和gamma频段的事件相关同步化(event-relatedsynchronization,γ-ERS).与此同时,研究者优化了C-LEPs提取的实验范式和参数,获得了2个稳定成分,

4、即时域上的C-N2,C-P2波.本文详述了LEPs相关的神经电生理特征及其认知功能.LEPs既能帮助我们探究伤害性感觉输入的外周和中枢加工机制,在疼痛临床研究中有重要价值,也能为某些基础研究(如老龄化问题和社会认知等)提供新的手段.疼痛作为一种广泛存在于我们生活中的复杂主m/s.当对机体施加伤害性刺激后,A纤维能快速传观感受,国际疼痛研究协会(InternationalAssociation导神经冲动,引起短暂、尖锐、似针刺的精确局部性fortheStudyofPain,IASP)将其定义为“与组织损伤疼痛,即“

5、一次疼痛(firstpain)”;随后,C纤维传递的或潜在组织损伤相关的不愉快的主观感觉和情感体伤害性信息引起一阵延迟的、类似烧灼的弥散性疼[1][4]验”.疼痛不仅会引起躯体的不适,而且可能会引痛,即“二次疼痛(secondpain)”.近年来,脑电[2]发一系列的情绪问题,导致人们认知功能的下(electroencephalography,EEG)技术的发展和激光刺[3]降,严重影响着人们的生活质量.疼痛涉及生理、激器的应用为疼痛研究提供了一个新的视角.激光社会和心理等多方面的因素,这不仅表明疼痛的主刺激器产生

6、的辐射热脉冲能选择性地激活皮肤浅表观性和复杂性,同时也说明疼痛研究具有很强的现层中的A和C纤维神经末梢,神经冲动经复杂的神实意义.经通路的传导,最终在大脑中产生激光诱发电位人体内传导伤害性信息的神经纤维主要有A和(laser-evokedpotentials,LEPs).波峰潜伏期与A纤C纤维,然而它们的生理特征有很大不同.A纤维有维传导速率相吻合的LEPs称为A-LEPs或晚期[5]髓鞘,直径约为1~5μm,传导速度约为5~30m/s.C纤LEPs,与C纤维传导速率相吻合的LEPs称为[6]维无髓鞘,直

7、径约为0.2~1.5μm,传导速度约为0.5~2C-LEPs或超晚期LEPs.时域上,典型的A-LEPs包引用格式:蔡敏敏,郭晓丽,唐丹丹,等.激光诱发疼痛的神经电生理特征及其应用.科学通报,2015,60:1150–1159CaiMM,GuoXL,TangDD,etal.Neuralelectrophysiologicalfeaturesoflaser-evokedpotentialsandtheirapplications(inChinese).ChinSciBull,2015,60:1150–1159,do

8、i:10.1360/N972014-01012评述[7]含了3个瞬时成分:A-N1,A-N2和A-P2.最新研[8]究发现了A-LEPs的第4个瞬时成分A-P4.与A-LEPs相关的时频成分包括alpha频段的事件相关去同步化(event-relateddesynchronization,α-ERD)和gamma频段的事件相关同步化(event-