一支研究团队揭示了前扣带皮层（ACC）中疼痛和瘙痒处理的神经机制。这项研究为大脑如何区分这两种不同的感觉体验提供了新的见解。
由基础科学研究所（IBS）认知与社交中心主任KAANG Bong-Kiun和庆熙大学牙科学院教授KO Hyoung-Gon领导的研究团队揭示了前扣带皮层（ACC）中疼痛和瘙痒处理的神经机制。这项研究为大脑如何区分这两种不同的感觉体验提供了新的见解。
疼痛和瘙痒都是令人不快的感觉，但它们会引发不同的反应——疼痛通常促使人们撤回，而瘙痒则导致抓挠。到目前为止，科学家们一直在努力理解大脑如何单独处理这些感觉，因为它们从脊髓到大脑共享重叠的神经路径。
这两种刺激通过脊髓传递到丘脑和脑干，最终到达ACC。ACC是一个关键的大脑区域，参与从基本的感觉处理到高级认知的各种功能。然而，对于ACC中有限数量的神经元如何执行如此多样化的功能的全面理解仍然缺乏。这项研究为ACC神经元如何选择性地处理疼痛和瘙痒信息提供了基本的见解。
通过分析ACC对疼痛和瘙痒刺激的神经反应模式，研究团队识别出了两种不同的神经元群体：
1. 非选择性神经元，对疼痛和瘙痒刺激均无差别反应。
2. 刺激特异性神经元，选择性地被疼痛或瘙痒刺激激活。
此外，使用双eGRASP技术——由Kaang研究团队开发的一种先进的突触分析方法（科学，2018）——研究人员发现ACC中的刺激特异性神经元接收来自内侧背丘脑（MD）的不同突触输入。这个发现表明，疼痛和瘙痒是由ACC中独立的神经元群体处理的，这些神经元接收差异化的突触输入，为疼痛和瘙痒处理的神经机制提供了基本见解。
为了进一步确认这些神经元的作用，团队使用化学遗传技术选择性地使疼痛特异性或瘙痒特异性神经元失活。结果显示，抑制疼痛神经元降低了疼痛感知，而不影响瘙痒，反之亦然。这一发现表明，这些神经元在塑造我们的疼痛和瘙痒体验方面扮演了直接角色。
这项研究呈现了一个突破性的发现，即ACC神经元在处理疼痛或瘙痒时的角色是预定的。重要的是，研究表明，ACC中的疼痛和瘙痒特异性神经元与MD中相应的刺激特异性神经元在突触上成对，建立了独立的疼痛和瘙痒处理的神经回路。这些发现挑战了疼痛和瘙痒信号沿重叠路径传递的传统假设，并强调了每种感觉的独特神经机制。
考虑到ACC在调解疼痛和瘙痒的情感方面的重要性，这项研究表明，负责编码主观疼痛和瘙痒体验的神经元群体是分开的。基于这些发现，研究团队旨在进一步探讨大脑复杂的感觉处理机制。
通讯作者KAANG Bong-Kiun表示：“ACC不仅是重要的记忆存储区域，也是处理疼痛和冲突等高级情感的重要脑区。通过这项研究，我们在理解突触水平的情感记忆方面又向前迈进了一步。”
共同通讯作者和第一作者KO Hyoung-Gon评论道：“我特别感兴趣的是这些疼痛和瘙痒选择性神经回路在病理情况下如何变化。未来，我们计划扩大研究，以探讨这些回路之间的相互作用。”
