狐狸先生带你了解疼痛的秘密!
痛觉的生理基础
传统痛觉理论认为,分布于身体外周的痛觉感受神经元会感受到机体受到的刺激,随即将这些信息以电信号的形式传递给大脑,使大脑的某些区域激活,最终让我们感受到疼痛。但是医生也早已注意到,精神状态能在很大程度上影响一个人对痛觉的感知。
美国哈佛大学的麻醉学者亨利·K·比彻在1956年发表的一篇论文中提到,战斗中受伤的士兵因疼痛而抱怨的情况远少于平民医院中遭受同等程度伤痛的患者。比彻推论,在战场上死里逃生,载誉荣归故里,这个背景下的伤痛相比平民在日常生活中所受的伤,具有截然不同的意义。他推测,战争造成的伤痛是一个荣誉的标志。这种积极的含义有助于缓解疼痛。另外,医生们也早就知晓,创伤应激以及被病人臆想为止痛剂的安慰剂都具有镇痛效果。
那么认知与情感因素是如何影响我们感知疼痛的程度呢?几十年来研究者已经发现,大脑中的一条神经回路以及具有疼痛控制器功能的脊髓能够依据环境状况来调节一个人的疼痛感知程度。20世纪70年代早期,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家发现,大鼠中脑的一个小区域激活之后,就能产生很强的止痛作用。科学家通过微型电线向这个区域输送电流时,大鼠对那些会伤及身体组织的强烈刺激不再作出反应。正常情况下,这种刺激会使他们吱吱乱叫上蹿下跳试图逃跑。同样,科学家通过电刺激重症慢性痛患者大脑的相同中脑区——导水管周围灰质,一样可以起到短暂但显著的镇痛作用。
从那时起,研究者绘制了机体疼痛控制回路图谱的其他部分。现已得知,这条回路起始于额叶大脑皮层,途经一些大脑的基本结构,其中就包括导水管周围灰质,然后抵达脊髓——在这里,痛觉神经纤维与从身体其他部位获取疼痛信号的神经元相连。这条回路上的神经元能够合成一种名为内啡肽的多肽,成分与强效阿片类物质吗啡具有相同的药理学特性。内啡肽是体内天然存在的止痛剂,它与阿片类物质,包括鸦片和海洛因共享同样的受体——阿片受体μ。内啡肽正是通过这条疼痛调节路径发挥止痛作用的。
强大的期待效应
神经学家发现,认知因素对痛觉感知的影响正是经由上述回路实现的。这条回路为预期效应(包括对安慰剂止痛效果的预期)发挥作用提供了通道。
美国哥伦比亚大学的神经科学家托尔·D·韦杰及其同事发现,一种安慰剂增强了这个疼痛控制回路的活性。内啡肽似乎在传递镇痛信号的过程中发挥了重要作用:在刚刚接受过外科手术的患者中,用纳洛酮药物阻断阿片受体μ发挥作用后,可以消除安慰剂的止痛效果。
实验室的近期数据表明,在其他形式的预期效应发挥镇痛作用时,也会经过这一回路。研究小组在2006年发表的一项研究揭示了色彩暗示的作用。这些色彩显示在一台计算机显示器上,参与研究的自愿者在观看显示内容后,研究者用不同温度的金属探头刺一下他们的手,让他们接受一次疼痛性刺激。当显示器上出现的是蓝色背景和“低温”字样时,自愿者就会受到温和的疼痛热刺激;当显示器上出现的是红色背景和“高温”字样时,自愿者就会受到强烈的疼痛热刺激。然后,自愿者进入核磁共振扫描仪中,随机观看“红色-高温”和“蓝色-低温”的画面,再次接受温和或强烈的疼痛刺激。
实验发现,此前与较温和疼痛相关的“蓝色-低温”暗示,会降低自愿者对强烈刺激的疼痛感。相反,此前与较强烈疼痛相关的“红色-高温”暗示则会放大温和刺激的不适,导致自愿者产生更强的疼痛感。“红色-高温”暗示发生在强烈疼痛刺激之前,疼痛感强度会增至最大。只有当强烈刺激与剧烈疼痛暗示同时出现时,大脑中位于丘脑和皮质层的痛觉传递系统才会被完全激活。因此,我们体验到的痛感其实是机体痛觉与期待痛觉的综合产物,期待痛觉取决于我们被告知或被暗示的信息。
强烈的刺激以及对强烈刺激产生过高的疼痛预期会激活部分脑区,强度相同的外周刺激以及人们对此产生较低的疼痛预期,也会激活一部分脑区。通过扣除前面的脑区我们获得了与预期效应相关的大脑区域。结果显示,这部分脑区就是控制疼痛的脑干区域与皮层。
除了对疼痛感的预测之外,对奖赏的预期(如食物或药物)也会极大地影响疼痛强度。在1984年进行的一项经典实验中,德国慕尼黑马普学会精神病学研究所的药理学家J·杜姆 (J. Dum) 和阿尔伯特·赫茨每日在饲喂大鼠时,让它们站在一块温度与室温相同的金属板上。起初一些大鼠的食物是常规鼠粮,另一些吃的则是巧克力饼干。两个星期过后,研究者逐渐将那块金属板加热到足以引起疼痛的温度。结果发现,食用常规鼠粮的大鼠耐痛时间是4秒,而食用巧克力饼干的大鼠的耐痛时间比前一组多一倍。不过,当大鼠服用了一种能够抑制内啡肽发挥镇痛效果的药物后,它们就不愿再为巧克力饼干忍痛那么长时间了。由此可见,对食物奖赏的预期可以起到止痛剂的作用,能够有效提高大鼠的耐痛能力。
食物、性以及其他一些天然的诱惑,甚至仅仅是对这些事物的期待,都能够激活啮齿类动物和人类大脑中的奖赏回路。同理,这些事物也能产生镇痛效应。阿片类药物的药效进一步表明,奖赏与镇痛有一部分是建立在同一神经基础之上的。这类药物中药效最强的是吗啡和氧可酮(商品名是奥施康定,这是一种处方镇痛药,但滥用情况很严重),它们在发挥强效镇痛作用的同时,还能让使用者产生兴奋感,这带来了成瘾的风险。
疼痛的抉择
疼痛与奖赏回路在阿片受体μ处相互作用。利用遗传工程手段,科学家培育出了不具有功能受体μ的小鼠。这种小鼠既无法体验镇痛效果,也不能感受到来自吗啡的快感。除此之外,服用了纳洛酮(这种药物能够阻断阿片类受体发挥作用)的大鼠在面对食物奖赏(比如巧克力)的时候,也不会再有抑制疼痛的体验。因此,当某人在期待奖赏(比如一顿可口的晚餐)时,机体会释放内啡肽,沿着疼痛控制回路激活μ受体,在疼痛信号进入中枢神经系统时加以调控。
伏隔核(nucleus accumben)在发送奖赏信号和控制疼痛等方面都扮演着重要角色。当这一包含有μ受体的脑区失活后,会妨碍动物从消遣性毒品(recreational drug)或性及食物之类的天然奖赏中体验快感。不但如此,直接向这一脑区注射奖赏性物质还会抑制疼痛应答。
当获得奖赏与逃避疼痛相冲突时,唾手可得的奖赏能够减缓疼痛的特性就会影响人们的决策制定。一名运动员可能要作出决断:是因身体不适放弃比赛,还是忍痛参赛并有夺冠的机会;一位脚上长了水泡的人也会踌躇于这样的选择:是呆在家里好好养伤,还是出门享用一个比萨或欣赏一场电影。大脑要对这些决策进行一系列成本收益分析。疼痛的程度如何?对胜利、电影或比萨的渴望有多强烈?这些期待都会影响到决策,其中一部分就是通过疼痛控制回路完成的。
如果你是一位进取心极强的运动员,抑或美味的比萨、精彩的电影让你无法抗拒,对这些事物的期待会使内啡肽得以释放,μ受体得以激活。这一切不仅会增加预期中的胜利、美食及电影带来的快感,还能抑制疼痛。最终产生的总体效果是,你愿意忍受这些疼痛来达成目标或得到奖赏。另外,在和对手竞争的过程中或前往享受比萨或电影的路上,伤病导致的疼痛感的确会降低。
与此类似,想要获得巧克力的大鼠也在潜意识中“决定”忍受高温金属板带来的痛苦,以期得到巧克力,这是因为不但他们期待着巧克力这种美食,而且这种念头还降低了它们的疼痛感。面临疼痛与奖赏之间的冲突时,这样的解决之道或许还具有生存优势,因为动物为了争夺食物和称心的伴侣经常要忍住疼痛击退竞争者。
期待奖赏产生的镇痛效果与安慰剂效应如出一辙。如果将缓解疼痛视为一种奖赏,那么安慰剂药片就是奖赏即将到来的一个信号,也就会产生镇痛疗效。因此对缓解疼痛的期待就成了一个自我实现的预言。与此相反的是,如果预期会产生疼痛,就会出现相反的效应,疼痛控制回路的活性增强,因而导致更强的疼痛感。
积极期待伤病将很快治愈会加速伤处的愈合。2009年,加拿大多伦多大学流行病学家J·戴维·卡西迪(J. David Cassidy)与同事发表了他们的研究报告,研究对象是加拿大萨斯喀彻温省2,335名因交通事故而遭受急性颈部扭伤(whiplash injuries)的居民。这种伤病是颈部疼痛的一个主要原因。根据统计,希望伤势快速好转以便重返工作岗位的患者,恢复速度比较为消极的人快42%。先前的一些研究也显示,感觉背痛程度较低的患者,对康复的期待始终与尽快返回工作岗位相关。这表明,一个人对未来的预期可以强烈地影响到疼痛对他生活的打击程度。
恐惧驱散疼痛
除了对康复或奖赏的预期,感觉危险来临也能抑制疼痛。包括美国威斯康星-密尔沃基(Wisconsin–Milwaukee)大学弗雷德·J·黑尔姆施泰特(Fred. J. Helmstetter)和加利福尼亚大学洛杉矶分校迈克尔·S·范泽洛(Michael S. Fanselow)在内的一些心理学家研究发现,存在捕食者或身处一个曾遭遇过疼痛经历的恐惧环境中时,大鼠对疼痛刺激不会产生丝毫反应。纳洛酮能够阻断大鼠由于恐惧产生的镇痛效应。这表明,通过释放内源性阿片类物质,即将面临的危险发挥了抑制疼痛的作用。
在交通事故、战场突发事件或体育比赛事故之类的严重外伤发生期间或之后的短暂时间内,人们通常不会感到疼痛。这类急性组织损伤的情形可能预示着危险正在来临,因而人和动物体内的急性应激反应得到释放。疼痛暂时被抑制会让当事人或动物能在撕心裂肺的绞痛来临之前有能力赶至安全地带。
尽管急性应激反应可以抑制疼痛,但如果应激反应持续下去,并开始慢性化以后,疼痛常常会加剧。坏情绪也会加剧疼痛。患有抑郁症的人对疼痛更加敏感,更缺乏耐受力。2007年,一项针对131 500名加拿大人进行的研究显示,慢性痛病人中,约有13.1%患有重度抑郁症,而在没有慢性痛经历的人当中,这一数字仅为5.3%。被疼痛折磨本身就让人抑郁不已,而且普遍认为抑郁症还能影响痛觉的感知。抑郁症相关的神经化学改变——比如神经递质5-羟色胺(serotonin)和去甲肾上腺素(norepinephrine)的耗竭,会降低疼痛控制回路的正常抑制过程或增加它的易化(facilitation,在某种情况下兴奋从一细胞向另一细胞传递变得容易)水平。
除此之外,如果将疼痛视为一场灾难,或认为疼痛难以忍受,就会加剧疼痛感。在一个标准问卷调查中,相比疼痛悲观指数得分较低的患者,高分患者在手术后或许会经历更加剧烈的疼痛,他们对实验诱导的疼痛也表现出了更高的敏感性。对疼痛的悲观认识会使人们专注于此,并将另外一些情感附加到疼痛之上,这只会使疼痛加剧。在2004年发表的一项研究中,美国密歇根大学风湿病学家丹尼尔·J·克劳与同事对29名纤维肌痛患者进行了测试,检验他们对疼痛是否持悲观态度。然后对他们的大拇指指甲施以钝压,并测量大脑对此作出的反应。科学家发现,当患者对疼痛的认识相对悲观时,他们的大脑中与疼痛预期、疼痛关注度以及痛觉感知的情感因素相关的脑区会变得更加活跃。
各种形式的心理痛苦也会增加一个人患疼痛综合征的风险。在2007年发表的一项研究中,美国北卡罗莱纳大学的神经生物学家威廉姆·迈克斯纳与同事对244名起初并无疼痛症状的女性进行了长达3年的跟踪随访,观察她们中有哪些人患上了颞颌关节紊乱症并由此鉴定出能够预测此病情发展的特征。有研究者认为,心情抑郁或备感压力的人遭遇这一疾病的风险比普通人高2~3倍。此外,在早先的研究工作中,美国华盛顿大学的科学家认为,躯体化症患者患疼痛综合征的风险会倍增,甚至5年过后都没有多大好转。
远离疼痛
受伤、医学治疗或疾病常常会导致机体疼痛,有些是隐隐作痛,有些则痛不欲生,如何克服或对付这些疼痛,有关疼痛心理学的研究或许能开辟出一条新路。大脑回路在回报性奖赏和缓解疼痛之间的相互作用中起到了调节作用,有关这方面的知识,人们已经积累得越来越多,这些信息为减少止痛药物的成瘾副作用提供了许多线索。这些发现或许能催生出既能有效止痛,又能使成瘾性显著低于阿片类药物的止痛剂。
另外,深入了解情绪、期待和其他心理因素对疼痛感知所起的重要作用,能够有效帮助朋友、患者和家人与疼痛作斗争。告诉一位深受疼痛折磨的人,另一些和他情况差不多的人痊愈状况良好,常常会缓解他的痛苦与不适;而吓唬他说,其他有着相似症状的人患上了严重疾病时,将会极大恶化他的感受。
医生应当时刻警惕与情绪相关的因素——如抑郁症或慢性应激反应,会在暗中对患者的疼痛推波助澜。同时,应当仔细询问或评估病人对自身不适症状的预期。如果某位患者是极度疼痛悲观主义者,医生应该向他提供更加精确的信息来安抚他内心的不安。
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