皮質(zhì)脊髓投射對觸覺和神經(jīng)病理性疼痛觸誘發(fā)痛的調(diào)控機制

目前的軀體感覺模型強調(diào)：信息由初級感覺神經(jīng)元傳入脊髓，然后再向上傳入大腦。人們普遍認為心理對感覺的影響主要是發(fā)生于大腦。然而通過脊髓的感覺傳入是否直接接受大腦皮層自上而下的調(diào)控？傳統(tǒng)上將皮質(zhì)脊髓束(corticospinal tract, CST) 視為主要的運動通路，本研究發(fā)現(xiàn)，一部分源自初級 (S1) 和次級軀體感覺皮層 (S2) 的皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元 (CSNs)，能夠通過CST軸突直接支配脊髓背角，調(diào)控觸覺和觸誘發(fā)痛。實驗證據(jù)如下：（1）切斷雙側(cè)下行CST，明顯降低小鼠對動態(tài)和靜態(tài)輕觸覺反應(yīng)，明顯降低對低閾值機械刺激的反應(yīng)，但不影響對傷害性熱刺激和傷害性機械刺激的反應(yīng)。這種觸覺靈敏度的缺陷，與CST軸突末端和低閾值機械感覺傳入神經(jīng)共同終止在脊髓III-V層這一發(fā)現(xiàn)相互印證。（2）采用逆行示蹤的方法證明，S1下肢區(qū)以及少部分S2的神經(jīng)元，其CST軸突中止在脊髓III-V層。選擇性敲除這部分CSNs，小鼠表現(xiàn)出類似切斷CST的癥狀：輕觸覺缺失、傷害性反應(yīng)正常。小鼠SNI術(shù)后表現(xiàn)出明顯的靜態(tài)觸誘發(fā)痛和動態(tài)觸誘發(fā)痛。選擇性敲除這部分CSNs，SNI小鼠的觸誘發(fā)痛明顯降低。暫時性的沉默這部分神經(jīng)元也能夠消除SNI小鼠的機械觸誘發(fā)痛；而光遺傳激活S1/S2中的CSNs，則會加重SNI小鼠的觸誘發(fā)痛。以上結(jié)果表明，投射到脊髓背角深層的軀體感覺皮層CSNs，既參與生理條件下的觸覺，又參與神經(jīng)病理性疼痛觸誘發(fā)痛。（3）采用在體鈣成像發(fā)現(xiàn)，觸覺刺激增加S1中CSNs的鈣信號。同一只小鼠在SNI術(shù)后，觸覺刺激對鈣信號的增加更為明顯。……