痛觉工作记忆神经机制的研究

研究表明，大脑初级本体感觉皮层（SI）不仅能感知触觉刺激，而且还参与触觉的工作记忆。其他研究表明，SI也能感知疼痛刺激，并处理与之相关的感觉信息。我们因此假设：SI神经网络活动也可能参与痛觉的工作记忆。此外,有证据显示，背外侧前额叶皮层（PFC）在各类工作记忆中起着关键作用。我们因而进一步提出假设：PFC和SI在痛觉的工作记忆中有相互作用。为检验如上假设，本项目将训练恒河猴操作痛觉延时反应任务，并在动物经学习后,正确操作任务时记录SI和PFC的神经活动。经分析与任务相关的SI和PFC神经活动，我们可研究这些脑区中与痛觉相关的神经网络活动,以及这些活动在痛觉工作记忆中所起的作用。实验结果将对本项目提出的假设进行验证，从而揭示痛觉工作记忆的神经机制，提出痛觉研究中的新的概念。

由于执行本项目研究计划的需要以及实验动物猴在训练过程中出现的健康问题所造成的动物实验的困难，因此我们对研究计划进行了一定的修改，增加了人类被试疼痛工作记忆的一系列研究，包括EEG(脑电)及fMRI (功能核磁共振成像)实验，并取得了非常有意义的结果。我们疼痛工作记忆的人类被试研究结果首次揭示了前顶叶和前额叶皮层参与了痛觉的工作记忆，从而验证了本项目提出的有关前额叶皮层参与痛觉工作记忆的假设。这些实验同时也为我们优化动物工作记忆实验中的参数以及电生理记录区域的选择提供了重要的实验依据。. 作为整个电生理实验的第一部分，我们对清醒猴初级本体感觉皮层神经元的痛刺激反应进行了记录。共记录到18个神经元，其中4个（22%）神经元表现出对痛刺激的反应，其放电形式均为持续性(tonic)的模式。其中1个神经元为广动力学神经元，即对伤害性和非伤害性刺激都有反应；而其他3个神经元为特异性痛觉神经元，其只对伤害性刺激反应。这类细胞很有可能说明了在初级触觉皮层中存在着特异编码疼痛感觉的细胞。但该结论有待进一步实验验证。. 本项目动物实验在很大成度上依赖于成功的动物训练。由于训练过程中动物因疾病造成的死亡使得进一步训练受到延迟，因而课题完成情况落后于原计划。但在清醒猴初级本体感觉皮层上成功地进行了单个神经元对痛刺激反应的记录及获得的初步结果，为后续的进一步的实验打下了重要的基础。. 与本项目相关的工作目前已有二篇论文在撰写、投稿中，争取二年内在SCI 期刊上发表。. 本项目经费使用基本按预算执行。