繼發(fā)性痛覺過敏(secondary hyperalgesia)被認(rèn)為是“中樞敏化(central sensitization)"的關(guān)鍵特征,其表現(xiàn)為對機(jī)械性傷害性刺激(nociceptive stimuli)的疼痛感增強(qiáng)。
本研究(van den Broeke et al., 2015)旨在通過腦電圖(EEG)表征辣椒(capsaicin)皮內(nèi)注射誘導(dǎo)繼發(fā)性痛覺過敏前后,不同強(qiáng)度針刺刺激(16-512 mN)誘發(fā)的腦事件相關(guān)電位(Event-Related Potentials,ERPs)變化,以探索機(jī)械傷害性通路敏感化的客觀評估指標(biāo)。
研究納入 19 名健康志愿者,分別在注射前(T0)和注射后 30 分鐘(T1)記錄針刺誘發(fā)的 ERPs 及疼痛評分(對側(cè)未注射手臂為對照);結(jié)果發(fā)現(xiàn),未處理皮膚的針刺 ERPs 包含早期 N120-P240 復(fù)合波(頂點(diǎn) Cz 處最大)和晚期 P500 波(后部 Pz 處最大,與疼痛感知相關(guān));辣椒素注射后,繼發(fā)性痛覺過敏區(qū)域的針刺痛覺增強(qiáng)(低強(qiáng)度刺激更明顯),且僅中等強(qiáng)度(64 mN)刺激誘發(fā)的 P500 波幅顯著升高,其他 ERP 成分無變化;研究認(rèn)為 P500 波的增強(qiáng)由機(jī)械傷害性通路易化介導(dǎo),或可作為評估痛覺過敏的潛在工具。
一、研究背景與目的
1. 核心概念:
繼發(fā)性痛覺過敏(secondary hyperalgesia):皮膚損傷后周圍未損傷區(qū)域?qū)C(jī)械傷害性刺激(如針刺)的痛覺增強(qiáng),是中樞敏感化(中樞傷害性神經(jīng)元對正常 / 閾下輸入反應(yīng)性升高)的關(guān)鍵特征。
現(xiàn)有局限:傳統(tǒng)評估依賴主觀疼痛評分,缺乏非侵入性客觀工具,而針刺誘發(fā)的 ERPs 可能成為候選指標(biāo)。
2. 研究目標(biāo):
通過 EEG 記錄,分析10mM 辣椒素皮內(nèi)注射誘導(dǎo)繼發(fā)性痛覺過敏前后,6 種強(qiáng)度(16-512 mN)針刺刺激誘發(fā)的 ERPs 特征,明確 ERPs 與痛覺過敏的關(guān)聯(lián)。
二、研究方法
檢測指標(biāo):
1. 主觀疼痛評分:
- 辣椒素致痛:注射后 1 分鐘內(nèi)每 10s 評 1 次,1-15 分鐘每 30s 評 1 次(NRS 0-100 分);
- 針刺痛覺:每次刺激后 3s 評分,區(qū)分痛覺與觸覺 / 壓力(評分 > 0 代表痛覺)。
2. EEG 記錄:
- 電極位置:Fz、Cz、Pz、T3、T4(國際 10-10 系統(tǒng)),耳垂聯(lián)動為參考;
- 參數(shù):采樣率 200Hz,阻抗 < 5kΩ,濾波(0.5-30Hz 帶通 + 50Hz 陷波)。
數(shù)據(jù)分析方法:
1. 疼痛評分(Numerical Rating Scale,NRS)
2. ERPs
三、研究結(jié)果
1.辣椒素誘導(dǎo)的疼痛時間進(jìn)程
辣椒素注射后峰值疼痛評分為73.7±2.18/100(對數(shù) 1.867),15分鐘后呈對數(shù)線性下降至3.6±16.38/100(對數(shù) 0.559),符合辣椒素致痛的典型特征。
2.針刺痛覺的變化(T0 vs T1)
T0:兩側(cè)手臂的針刺痛覺隨刺激強(qiáng)度呈指數(shù)升高,雙對數(shù)坐標(biāo)下呈線性刺激-反應(yīng)(S/R)曲線,且兩側(cè)無差異(P>0.05)。
T1:
過敏區(qū):S/R 曲線平行上移,痛覺較基線升高331%(對數(shù) 0.634±0.057,P<0.001),且低強(qiáng)度刺激增強(qiáng)更顯著(16mN 升高 651%,512mN 升高 95%,P<0.001);
對照區(qū):痛覺僅升高 15%(對數(shù) 0.061±0.033,P>0.05),無顯著變化。
3.基線(T0)針刺 ERPs 的特征
未處理皮膚的 ERPs 包含兩個核心成分:ERP成分/潛伏期范圍/頭皮最大位置/關(guān)鍵特征
N120-P240復(fù)合波/120-250ms/頂點(diǎn) Cz/與有髓鞘 A 纖維傳導(dǎo)速度匹配(8.2-70.0 m/s),波幅與刺激強(qiáng)度無顯著 parametric 關(guān)聯(lián)
P500波/400-600ms/后部 Pz/波幅與針刺痛覺顯著相關(guān)(r2=0.67,P<0.0001),512mN 刺激時波幅顯著高于低強(qiáng)度(P<0.05)
4.辣椒素對 ERPs 的影響(T1 vs T0)
僅P500 波發(fā)生顯著變化:過敏區(qū)中等強(qiáng)度(64 mN)刺激的 P500 波幅在 Cz(255-505ms)和 Pz(245-500ms)電極顯著升高(P<0.01);
其他成分(N120-P240 復(fù)合波):無論刺激強(qiáng)度如何,波幅均無顯著變化(P>0.05),與此前 Iannetti et al.(2013)觀察到的 N120 增強(qiáng)不同(可能因本研究刺激施加更緩慢、持續(xù)時間更長)。
四、關(guān)鍵討論
1.ERPs 的神經(jīng)機(jī)制:
N120-P240 復(fù)合波:可能由非傷害性 Aβ 纖維或傷害性 Aδ 纖維介導(dǎo),與刺激強(qiáng)度無明確關(guān)聯(lián);
P500 波:與機(jī)械傷害性通路(辣椒素不敏感的 Aδ 纖維,如 AMH-I、HTM)相關(guān),其增強(qiáng)反映通路易化,且與主觀痛覺正相關(guān)。
2.刺激強(qiáng)度的影響:
辣椒素對痛覺的增強(qiáng)效應(yīng)隨刺激強(qiáng)度升高而減弱(低強(qiáng)度更顯著),但僅 64 mN 刺激誘發(fā)的 P500 顯著變化,可能因低強(qiáng)度時 P500 信號噪聲比不足,高強(qiáng)度時存在天花板效應(yīng)。
五、研究結(jié)論
1.針刺刺激可誘發(fā)兩種 ERPs 成分:早期N120-P240 復(fù)合波和晚期P500 波,后者與痛覺感知直接相關(guān);
2.辣椒素誘導(dǎo)繼發(fā)性痛覺過敏后,僅64 mN 刺激誘發(fā)的 P500 波幅顯著升高,由機(jī)械傷害性通路易化介導(dǎo);
3.P500 波或可作為評估中樞敏感化及繼發(fā)性痛覺過敏的客觀、非侵入性生物標(biāo)志物。
原文:Characterizing pinprick-evoked brain potentials before and after experimentally induced secondary hyperalgesia
Emanuel N. van den Broeke, André Mouraux,Antonia H. Groneberg, Doreen B. Pfau, Rolf-Detlef Treede, and Thomas Klein
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