没有痛觉感受器的大脑:所以偏头痛的原因是什么?

【字体: 时间:2024年07月10日 来源:nature

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  大脑本身没有痛觉感受器。头痛的感觉来自大脑外的周围神经系统。但是,大脑与周围神经系统没有直接联系,它是如何触发神经引起头痛的?

  


没有痛苦的大脑

大脑本身没有痛觉感受器。头痛的感觉来自大脑外的周围神经系统。但是,大脑与周围神经系统没有直接联系,它是如何触发神经引起头痛的,人们知之甚少,这使得头痛难以治疗。

三分之一的偏头痛患者在头痛前会经历一个被称为先兆的阶段,其症状包括恶心、呕吐、对光敏感和麻木。它可以持续五分钟到一个小时。在先兆期间,大脑会经历一段皮层扩张性抑制(CSD)——神经元活动会在短时间内停止。 对偏头痛的研究提示,当脑脊液中的分子从大脑中流出并激活脑膜中的神经时,头痛就会发生。脑膜是保护大脑和脊髓的层,现有最被广泛接受的理论是,位于包裹大脑的膜外表面的神经末梢是伴随先兆而来的头痛的原因。

来自哥本哈根大学神经科学家Nedergaard的研究小组采用先兆型偏头痛小鼠模型,想要探索另一种可能:类似的脑脊液泄漏是否会激活贯穿面部和头骨的三叉神经而导致偏头痛。研究结果发表在7月份的《Science》上。神经分支在颅骨底部的三叉神经节连接,将面部和下巴之间的感觉信息传递给大脑的中枢,包含疼痛和炎症蛋白的受体。而Nedergaard是研究大脑中脑脊液流动的先驱。2012年,她的实验室首次描述了淋巴系统利用脑脊液(CSF)洗掉大脑中的有毒蛋白质。该团队与流体动力学专家合作,建立了脑脊液在大脑中运动的详细模型,以及脑脊液在运输蛋白质、神经递质和其他化学物质中的作用。

研究内容

作者分析了经历皮层扩张性抑制(CSD)的小鼠中脑脊液的流动和含量。在CSD期间,他们发现脑脊液中某些蛋白质的浓度下降到不到正常水平的一半。其他蛋白质——包括一种疼痛传递蛋白:降钙素基因相关肽CGRP,它是偏头痛药物的一个新靶标——的水平增加了一倍多。

研究人员还在三叉神经节周围的保护层中发现了一个以前未知的缺口,这使得脑脊液可以涌入这些神经细胞。因此,他们测试了不同蛋白质浓度的脊髓液是否激活了对照小鼠的三叉神经。

在小鼠经历CSD后不久采集的脑脊液中增加了三叉神经细胞的信号,这表明头痛可能是由这些被激活的细胞发出的疼痛信号引发的。但在经历CSDs之后 2.5小时所采集的脑脊液则没有同样的效果。“脑脊液中释放的任何物质都会被降解。所以,这是一个短暂的现象。”研究报告的合著者、哥本哈根大学的神经科学家Maiken Nedergaard说:“偏头痛实际上在这方面具有保护作用。这种疼痛具有保护作用,因为它告诉人们要休息、恢复和睡觉。”研究人员还观察到,大脑一侧释放的蛋白质的运输主要到达同一侧三叉神经节中的神经,这可能解释了为什么偏头痛时疼痛发生在头部的一侧。

德克萨斯大学的神经科学家Gregory Dussor说:“这项研究改变了我们对头痛起源的看法。”“头痛可能只是一个普遍的警告信号,表明大脑内部发生了许多不正常的事情。”Dussor建议未来的研究应该探索为什么脑脊液中的蛋白质触发三叉神经节会导致头痛而不是其他类型的疼痛。“这将在该领域引发许多有趣的问题,它可能会成为许多新研究项目的来源。”

“这确实显示了大脑中某些变化如何影响周围神经之间的潜在相互作用。伦敦国王学院的神经科学家Philip Holland说:“在神经系统的这两个组成部分之间可能存在串扰,我们应该更多地意识到这一点。”

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