你伤得有多痛,痛有多浓?

知乎日报 Hwizhi; 334℃ 评论

你伤得有多痛,痛有多浓?

图片:站酷海洛创意

用 fMRI 对「疼痛」进行衡量的原理是什么?

问题补充说明:

新闻中提到,美国每年有数万例伤害诉讼,大部分涉及无法分辨的疼痛索赔。2011 年 Annie 在饭店滑到,摔伤了头部后背,但饭店拒绝赔偿十万美元的医疗费和误工费,她的律师建议她参加某个项目,用功能性磁共振成像(fMRI)探测疼痛信号,以证明自己确实疼痛而非装病。

很好奇这种做法是否有效,有时候疼痛确实很主观,而且一个人的情绪、所在环境也会对他感受到的疼痛有很大影响,用 fMRI 对疼痛进行测量真的能够做到对痛感程度的判断吗?

Hwizhi,In collective intelligence I trust

这里只能就新闻里的内容( 疼痛有多痛?脑扫描技术将神经科学带上法庭 )谈一点自己的理解。

其实新闻中的内容已经很丰富了,那里也有清晰的结论——用 fMRI(日报注:即功能性磁共振成像) 方法客观评价疼痛具有重要的应用前景,但是存在的问题仍然很多。

关于基本原理,新闻中提到的几项研究与大多数 fMRI 实验原理相同,也就是测量刺激(疼痛)的给予(ON)和撤销(OFF)对应某些大脑区域的血氧浓度水平的变化,基于这种对应关系,Stanford 大学 MacKey 实验小组在 2011 年用 fMRI 信号能区分火烫致疼痛刺激和暖和刺激,准确率能达到 80%以上,为客观测量疼痛存在与否提供了生理学依据。

实际应用存在两个主要困难。

(1)主观因素和环境可能影响痛觉感受。Colorado 大学 2013 年发表在新英格兰医学杂志上的一项研究(http://wagerlab.colorado.edu/files/papers/Wager_2013_NEJM.pdf )部分解决了这一问题。通过对比和控制实验,他们能根据 fMRI 信号区分痛觉,温觉,对疼痛的预期和回忆,准确率达到 90%以上。

(2)实验中用的是正常健康人,疼痛刺激是短时间的(ON and OFF 切换从而观察 BOLD fMRI 信号变化),而病人身体的疼痛是不受控制的,而且可能是长时间的疼痛,使得原来的实验范式受到挑战。

可能解决方法:更多的 fMRI 实验研究,设计更巧妙的控制实验。使用正常人做实验时是间隔性地*引发*疼痛,那么使用疼痛病人做测量的时候,需要想办法间隔性*减轻*疼痛水平。用药物控制的效果可能太缓慢,数据收集时间很长,而且很难获得准确的同步信号。我能想到的一种可能的方法是用其他感觉来掩盖疼痛,例如针刺镇痛(注 1)。如果针刺镇痛可用,那么可以比较快速地实现对病人疼痛的 ON and OFF 控制。

希望有兴趣的研究者考虑一下用病人做实验时使用针刺镇痛方法控制疼痛 :D

注 1:针刺镇痛是我国鼻祖级神经科学家张香桐院士的代表性研究之一,这里找到一篇博客:张香桐与分子神经生物学,大概意思是“针刺所兴奋的神经纤维种类包括 Aa、Ab、Ad、C 这 4 类,一般认为病人能够接受的针刺强度主要是 Ab、Ad 类纤维兴奋,因此针刺是用较弱的刺激达到镇痛目的的;但也有研究表明,C 类纤维的传入在针刺镇痛中起重要作用。动物实验发现低强度电针(非伤害性 )引起的镇痛范围小,而高强度电针(伤害性刺激)引起的镇痛范围大,针刺兴奋 C 类纤维的强度,即可能是以一种伤害性刺激的方式来抑制另一种伤害性刺从而达到镇痛的目的。不过,临床上常用的刺激量是病人能承受的不太强的刺激。”

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