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進(jìn)行生物學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)環(huán)境的潔凈度有較高的要求。定期使用污染清除試劑對(duì)環(huán)境中可能存在的細(xì)菌、真菌、支原體進(jìn)行清除和預(yù)防，有利于提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性。

慢性疼痛綜合征是一個(gè)嚴(yán)重的公共健康問題，也是世界范圍內(nèi)造成殘疾的主要原因。神經(jīng)性疼痛綜合征，如中風(fēng)后和幻肢痛，尤其難以治療，并造成巨大痛苦。對(duì)慢性疼痛的機(jī)制理解以及有效診斷和治療方法的發(fā)展的障礙是缺乏疼痛嚴(yán)重程度或潛在神經(jīng)生理學(xué)的客觀測量。

慢性疼痛通常是通過個(gè)人的主觀報(bào)告來測量的，這是一種由于量化、可靠性和個(gè)體間可比性困難而受到限制的疑問性方法。慢性疼痛的生物標(biāo)志物將極大地促進(jìn)疼痛病理生理學(xué)的診斷和分類，協(xié)助疾病預(yù)后或預(yù)測治療反應(yīng)，并促進(jìn)治療發(fā)展。

先前大多數(shù)識(shí)別疼痛生物標(biāo)志物的嘗試都集中在健康參與者和實(shí)驗(yàn)性熱痛上，而忽略了個(gè)體慢性疼痛經(jīng)歷的自然、自發(fā)波動(dòng)。即使是自發(fā)性慢性疼痛嚴(yán)重程度的研究也受到短時(shí)間尺度(分鐘)表征的限制，因?yàn)橐蕾囉谀X電圖和血氧水平依賴的功能性磁共振成像等離體技術(shù)，這些技術(shù)不適合頻繁、長期的測量。此外，對(duì)與慢性背痛相關(guān)的血氧水平依賴的功能性磁共振成像反應(yīng)的解釋是復(fù)雜的，因?yàn)榘司哂胁煌弁磥碓吹膮⑴c者(例如，炎癥、肌筋膜和神經(jīng)性)。目前尚不清楚從健康人類參與者或混合疼痛綜合征中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是否在臨床相關(guān)時(shí)間段內(nèi)轉(zhuǎn)化為慢性神經(jīng)性疼痛患者。來自人類和動(dòng)物的越來越多的證據(jù)表明，慢性疼痛處理以一種不同于急性、熱痛的方式參與內(nèi)側(cè)額葉皮層。

額葉腦區(qū)包含整合疼痛的體感、情感和認(rèn)知維度的重要信號(hào)。ACC區(qū)域廣泛參與與急性和慢性疼痛相關(guān)的情感/情緒處理，并被認(rèn)為是治療慢性疼痛的治療刺激靶點(diǎn)。眼窩前額皮質(zhì)(OFC)在疼痛方面的研究很少，但它與ACC和許多其他功能性疼痛網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(如杏仁核、腦島和腹側(cè)紋狀體)的相互聯(lián)系使其能夠很好地影響疼痛感知。

功能成像顯示，在需要整合身體信號(hào)來指導(dǎo)行為(例如內(nèi)感受)、反向?qū)W習(xí)和與金錢獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的疼痛預(yù)期的任務(wù)中，OFC活動(dòng)在響應(yīng)多模態(tài)感覺刺激時(shí)增加。OFC的直接記錄已經(jīng)證實(shí)了跟蹤獎(jiǎng)勵(lì)選擇的內(nèi)部考慮的關(guān)鍵信號(hào)，OFC刺激可以改善抑郁癥患者的情緒狀態(tài)。其他研究已經(jīng)確定腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層，一個(gè)與OFC定義重疊的區(qū)域，是一個(gè)重要的區(qū)域，與急性疼痛感知的個(gè)體差異和對(duì)多模態(tài)刺激的負(fù)面情感反應(yīng)相關(guān)。在阿片類藥物攝入和安慰劑鎮(zhèn)痛反應(yīng)中，ACC背側(cè)和OFC的特異性協(xié)同激活均可見，這意味著這些區(qū)域參與了從感覺知覺和期望到認(rèn)知靈活性和情緒調(diào)節(jié)的無數(shù)功能。

雖然ACC/OFC和皮層下結(jié)構(gòu)之間的遠(yuǎn)距離連接可能支持慢性疼痛的可塑性，但單獨(dú)來自任何一個(gè)大腦區(qū)域的信號(hào)可能足以追蹤疼痛狀態(tài)。以前關(guān)于異質(zhì)性疼痛源引起的慢性背痛的研究是否可以推廣到真正的神經(jīng)性疼痛狀態(tài)，或者是否反映在體內(nèi)的直接腦活動(dòng)中，這仍然是一個(gè)懸而未決的問題。

因此，研究人員將兩個(gè)相對(duì)較少研究的非體感腦區(qū)域作為更大的深部腦刺激(DBS)臨床試驗(yàn)的一部分。研究人員假設(shè)來自ACC或OFC的神經(jīng)活動(dòng)可能提供慢性疼痛嚴(yán)重程度的主觀體驗(yàn)的綜合生物標(biāo)志物。根據(jù)研究可知，長期直接大腦測量慢性疼痛相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)從未做過。

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通過研究人類在短(亞秒)和長(月)時(shí)間尺度上的高分辨率腦生物標(biāo)志物，研究人員旨在開發(fā)一種高疼痛狀態(tài)的敏感測試，并研究自發(fā)性慢性疼痛的神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)。這些見解可能為疼痛生物學(xué)帶來新的清晰度，并有助于為個(gè)性化治療提供信息，例如針對(duì)慢性疼痛的定制閉環(huán)DBS治療。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Neuroscience》上，文章標(biāo)題為：“First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers"。

研究人員使用新型雙向腦植入物(美敦力Activa PC + S)收集了4名長期難治性慢性神經(jīng)性疼痛患者的疼痛報(bào)告和顱內(nèi)記錄，時(shí)間超過3-6個(gè)月。研究人員用機(jī)器學(xué)習(xí)分析了局部場電位(LFPs)，以開發(fā)慢性疼痛嚴(yán)重程度的個(gè)性化神經(jīng)特征，并表征每個(gè)大腦區(qū)域的相對(duì)特征重要性。通過比較自發(fā)性慢性疼痛和急性誘發(fā)性熱痛的大腦特征，確定了各自不同的神經(jīng)基質(zhì)。慢性疼痛的腦生物標(biāo)志物反映了神經(jīng)力量特征的持續(xù)變化，這些變化傾向于更多地依賴于OFC，這只適用于一個(gè)參與者的急性疼痛狀況。

急性疼痛解碼傾向于反映更大的貢獻(xiàn)，ACC更頻繁，短暫的權(quán)力變化。生物標(biāo)記解碼對(duì)當(dāng)前疼痛狀態(tài)的變化優(yōu)于近期疼痛狀態(tài)的變化，并且隨著時(shí)間的推移基本穩(wěn)定。這些數(shù)據(jù)表明，自發(fā)的慢性疼痛狀態(tài)可以預(yù)測直接的大腦活動(dòng)在生態(tài)時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)設(shè)置。

該研究表明，腦信號(hào)可以用來預(yù)測一個(gè)人的疼痛程度。研究結(jié)果是對(duì)慢性疼痛的人體內(nèi)直接檢測，是揭開我們對(duì)疼痛的感知背后的大腦活動(dòng)模式的第一步，或有助于開發(fā)針對(duì)慢性疼痛（例如卒中后疼痛或幻肢痛）患者的有效且非成癮性治療方法。

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