疼痛是不愉快的主觀體驗，但對疼痛感知的敏感性存在較大的個體間差異。探究疼痛敏感性個體差異的產(chǎn)生機制，對于闡釋慢性疼痛的易感性并進行個性化疼痛管理具有重要意義。已有研究提示，疼痛敏感性的個體差異可能受到基因-腦與心理狀態(tài)/特質(zhì)-腦之間復(fù)雜的相互作用所影響。然而，由于這些因素之間的相互作用具有復(fù)雜的多樣性，缺乏可以整合大腦、基因和心理因素的模型來解釋疼痛敏感性的個體差異。

中國科學(xué)院心理研究所心理健康重點實驗室涂毅恒研究組招募了450名健康被試（包括160名男性和290名女性），通過冷壓痛測試測量個體的疼痛敏感性水平（包括疼痛閾限和耐受閾限），同時，收集了結(jié)構(gòu)、靜息態(tài)功能磁共振影像、遺傳數(shù)據(jù)和心理量表評分（包括疼痛災(zāi)難化、疼痛恐懼和疼痛焦慮），以探討多模態(tài)大腦共變模式、遺傳表型和心理因素如何影響疼痛敏感性的個體差異。

該研究采用多模態(tài)融合算法（mCCA-jICA）提取出14對多模態(tài)（腦結(jié)構(gòu)和腦功能）共變模式（IC）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種疼痛敏感性指標分別與兩對ICs相關(guān)。其中，疼痛閾限與IC1顯著相關(guān)，即該模式主要涉及的腦區(qū)與自我意識、疼痛的感覺辨別和認知評估成分有關(guān)（圖1A）；疼痛耐受閾限與IC2相關(guān)，即該模式不僅涉及疼痛的感覺辨別成分，而且涉及疼痛信息加工的動機-情感成分和注意加工（圖1B）。在這些大腦模式下具有較大權(quán)重的個體，表現(xiàn)出更高的疼痛敏感性。

研究通過篩選與冷痛相關(guān)的基因發(fā)現(xiàn)，攜帶位于脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）基因中的SNP rs4141964不同表型的個體間的疼痛閾限及IC1權(quán)重值存在顯著差異。中介分析結(jié)果顯示，多模態(tài)共變腦模式IC1中介SNP rs4141964對疼痛閾限的影響（圖1C）。研究顯示，在心理因素中，只有疼痛災(zāi)難化評分既與疼痛耐受閾限呈顯著負相關(guān)，又與IC2的權(quán)重值呈顯著正相關(guān)。中介分析顯示，多模態(tài)共變腦模式IC2可中介疼痛災(zāi)難化與疼痛耐受性之間的關(guān)系（圖1D）。上述研究表明，疼痛閾值可能更易受到基因型等穩(wěn)定生理因素的影響，而疼痛耐受性可能更易受到心理變量影響。

綜上所述，該研究提出了一個整合大腦、基因和心理因素的模型來解釋疼痛敏感性的個體差異（圖2）。這一模型強調(diào)了多模態(tài)大腦共變模式在基因/心理因素和疼痛敏感性之間關(guān)聯(lián)中的關(guān)鍵作用，加深了科學(xué)家對大腦、基因和心理因素之間復(fù)雜的相互作用對個體間疼痛敏感性差異貢獻的認知。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《疼痛》（Pain）上。研究工作得到科技創(chuàng)新-2030青年科學(xué)家項目、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金和心理所科學(xué)基金的支持。

論文鏈接

圖1. IC1（A）和IC2（B）的腦圖以及兩者分別在SNP rs4141964與疼痛閾限（C）以及疼痛災(zāi)難化與疼痛耐受閾限（D）關(guān)系中的中介作用。

圖2. 大腦-基因-心理相互作用解釋個體間疼痛敏感性機制的模型

來源：中科院