疼痛相关激光诱发电位的神经电生理特征(2)
作者:佚名; 更新时间:2017-02-01

  尽管前期研究提出了多种选择性激活C纤维的方法,包括:(1)选择性的阻滞Ad纤维[55],如缺血性神经阻滞能有效并可逆的阻滞Ad纤维;(2)研究缺乏Ad传入纤维的患者[56],如脱髓鞘性多发性神经病[57];(3)因为相对于Ad纤维,皮肤中C纤维的分布密度更高,所以采用极细的激光束(直径约为0.5mm)可以更大程度地激活C纤维[58,59];(4)由于C纤维游离神经末梢比Ad纤维游离神经末梢的激活阈限更低,所以有研究采用较低的刺激能量来选择性激活C纤维[49,60].

  然而,所有这些以孤立出C纤维为出发点的研究方式都比较繁琐,需要严格控制实验条件,很难在临床上推广使用。如用神经压迫法成功阻滞Ad纤维需要持续对特定身体区域施压达60min[55].再比如Bragard等人[58]

  为获得稳定的C-LEPs,需要叠加平均600次实验刺激。鉴于上述原因,研究者需要开发一种简单可靠的C-LEPs提取方法。

  Hu等人[12]在其最新研究中明确提出了在Ad-LEPs存在的条件下提取C-LEPs的最优刺激参数和实验范式:在一个小的皮肤区域内施加80次以上的多强度刺激,如图3所示(来自文献[12])。该方法简单可靠且无需选择性阻滞Ad纤维。通过对激光热刺激诱发的EEG响应实施波峰校准(peakalignment)和时频分解(time-frequencydecomposition),作者描述了C-LEPs的多重响应特征,包括C-LEPs依赖于刺激能量和主观感知的特性。当刺激能量大约达到个体的一次快疼阈限时,C-LEPs的信噪比最大;当刺激能量从个体的感受阈限增加到一次快疼阈限时,研究者就可刻画反映C纤维通路功能的刺激-响应曲线特征。该研究为评估小直径神经纤维的神经生理功能提供了重要的技术支持,在基础研究和临床实践上都有重要的指导意义。将来的研究或许可以通过改进算法来有效可靠地提取C-LEPs的其他子成分,如可能存在的C-N1,C-P4,α-ERD或γ-ERS,并探讨其神经功能意义,以使我们更深入了解人类的疼痛,尤其是二次慢疼的神经机制。

  3、体感诱发电位(somatosensory-evokedpoten-tials,SEPs)

  值得一提的是,人体皮肤中除了存在传导伤害性信息的Ad和C神经纤维之外,还存在着传导躯体触觉信息的大髓鞘Ab神经纤维[19,20].其直径相对较大,约为6~12μm,传导速度约为35~75m/s,神经末梢的激活阈限很低。低强度的躯体感觉刺激(如经皮电神经刺激,transcutaneouselectricalnervestimula-tion,TENS)能激活Ab神经纤维,神经冲动经过复杂传导通路后最终在大脑皮层产生SEPs.在时域上,SEPs主要包含了两阶段的复合成分:(1)早期成分,刺激上肢正中神经(mediannerve)和下肢胫神经(tibialnerve)分别产生N20-P27-P45和P39-N50-P60,其头皮地形图分布相似[61,62],可能起源于对侧SI[19,63];(2)晚期成分,刺激上肢正中神经产生的N120-P240[64],可能产生于双侧SII和ACC[28,64~67].其中,早期成分可能反映了大脑对躯体感觉信息的感知辨别加工,晚期成分可能反映了大脑对躯体感觉刺激新异性(新颖性和突显性)的加工[64].

  临床上通常运用SEPs的早期成分检测躯体感觉通路的完整性,但SEPs早期成分波幅很小,信噪比低,所以有研究者推荐,要获得稳定可检测的SEPs波形,需要叠加平均至少500个试次[19].另外,早期SEPs只能反映外周大直径Ab神经纤维、背柱、内侧丘系及其丘脑-皮质投射的通路功能[20],而晚期SEPs与高级认知加工有关[68,69].这些特征便限制了SEPs的临床应用,即只能用于检测躯体感觉通路(躯体感觉信息从外周感觉神经传递到大脑感觉区域)的完整性[19,20,70].

  相比之下,LEPs的临床应用具有不可替代性。

  4、LEPs的应用

  4.1基础应用

  LEPs在基础研究中也具有广泛的应用价值。例如,在老龄化研究中,近期的一项研究[71]采用红外线激光热刺激考察了老龄化对热感觉系统响应能力的影响。通过对比老人和年轻人的热响应电位,他们发现在温暖环境中,老人的C-P2波幅显着小于年轻人的C-P2波幅。这表明老龄化可能导致C纤维功能紊乱,从而引起热敏性变化,对温度变化的适应能力下降[72,73].因此,将来的研究可能运用Ad-LEPs和C-LEPs探讨与年龄相关的感知觉功能的变化。

  另外,伤害性刺激可作为惩罚刺激研究人际内疚(interpersonalguilt)等社会认知方面的问题[74].再者,Ad-LEPs也可用于研究反应抑制[75](重要的认知控制能力)和情绪[76,77]对伤害性加工的调节作用。特别地,Martini等人[76]首次采用情绪面部表情图片考察了他人情绪冲突对旁观者Ad-LEPs的影响。被试在观看面部表情图片(中性、高兴或疼痛)或注视点(控制条件)的同时接受激光疼痛刺激。其中,中性、高兴和疼痛3种面部表情图片和注视点分别在不同的block中呈现。指导语告知被试,中性、高兴或疼痛的面部表情是图片中的model在接受疼痛刺激时产生的。研究者发现,与控制条件相比,被试观看高兴图片所引发的Ad-N2波幅显着更低;并且该条件下的Ad-N2波幅与被试在述情障碍量表(TorontoAlexithymiaScale,TAS-20)的情绪识别子量表上得分成显着负相关。这些发现表明,Ad-N2可能与个体监测他人的情绪冲突有关。然而,该研究可能至少存在以下局限:(1)3种情绪图片和注视点的注意捕获程度不同,这可能混淆实验结果;(2)由于在认知研究领域中,情绪冲突通常是通过一致条件和不一致条件的对比来量化,所以,本研究实际上并未发现情绪冲突效应;(3)单独测量Ad-N2,Ad-P2波幅可能存在负走向的信号飘移问题。尽管如此,该研究将疼痛感知与高级认知控制功能结合起来,从而拓宽了疼痛研究领域。将来的研究可以采用Ad-LEPs探索高级的认知加工过程和疼痛感知的交互作用问题。

  综上所述,在方法学和理论上,这些研究对疼痛相关的ERPs研究(社会认知、情绪等)都有一定指导意义。

  4.2临床应用

  尽管研究者对于LEPs的神经生理学意义还存在着分歧,但在生理学[6]和病理生理学研究[20]中,它们已被广泛用于探讨伤害性传入信息的外周和中枢神经处理过程。实际上,Ad-LEPs被认为是评估患者伤害性传导通路功能是否完善的最为有效的诊断工具[20,78];而C-LEPs对于评估小直径纤维的神经功能有极其重要的应用价值。如Ad-LEPs可用于探索三叉神经痛、带状疱疹后神经痛和瓦伦堡氏综合征等疾病的病理生理学机制[79,80].三叉神经痛和带状疱疹后神经痛的患者常常缺失正常的Ad-LEPs;而瓦伦堡氏综合征患者会同时缺乏Ad-LEPs和C-LEPs.这些LEPs的完全缺失、振幅减弱或峰潜伏期延迟,可能预示着患者伤害性传导通路中的外周、脊柱或脑干的损伤。然而,Tinazzi等人[81]发现,颈肌张力障碍(cervicaldysto-nia)患者(颈部肌肉疼痛)和正常被试的Ad-LEPs(N2-P2)波幅没有显着差别,并且他们的疼痛评定分数也没有显着差异。这表明,患者的伤害性传导通路功能是正常的,并且他们的颈部肌肉疼痛与疼痛信息的中枢敏化无关。所以,这些研究共同表明,Ad-LEPs能有效评估不同病患伤害性通路的完整性以及大脑对伤害性传入信息的处理过程。

  由于某些病理上的疼痛发作或疼痛敏感性增强(痛觉过敏和异常性疼痛)会涉及LEPs的特征变化,所以研究者可以根据LEPs的变化来评估疼痛感知的变化。例如,与健康人相比,纤维肌痛综合征(fibro-myalgiasyndrome)患者的热疼阈限更低、早期Ad-N1和晚期Ad-P2幅值都更大[82,83].Ad-N1幅值的增强可能由外周和脊髓敏化引起或是由伤害性感受的皮层或亚皮层抑制作用较少造成,而Ad-P2幅值的增强可能反映了患者对伤害性性刺激的注意和认知加工增加。

  另外,LEPs也可用于实时监控镇痛药物或镇痛方式的临床疗效[84~86],甚至用于研究植物人和处于微意识状态患者的疼痛感受[87].例如,Lorenz等人[84]考察了口服吗啡缓释片(oralsustained-releasemor-phine)对慢性非恶性疼痛的治疗效果。他们发现,吗啡治疗之后,Ad-N2/P2波幅明显减少,疼痛阈限明显增加。这表明Ad-LEPs可以作为评估吗啡镇痛疗效的有效指标。又如,Vassal等人[85]将CO2激光脉冲施加于健康被试的双脚脚背,以此来考察TENS对Ad-LEPs和疼痛知觉的影响。他们发现,当TENS和疼痛刺激施加于同一侧时,Ad-N1,Ad-N2/P2波幅明显减小,被试的疼痛知觉阈限显着提高,并且这一效应持续至少25min.这表明,TENS能对疼痛加工和疼痛感知产生明显地相对持久抑制作用。因此,Ad-LEPs可用于评估TENS的临床镇痛疗效.另外,deTommaso等人[87]采用CO2激光刺激检测了长时意识障碍患者(植物人和微意识状态患者)的疼痛知觉。结果显示,两组病人都具有明显的Ad-N2和Ad-P2,但是它们的峰潜伏期明显长于正常控制组。这表明长时意识障碍患者也可能具有疼痛感知和意识[88].因此,该研究说明LEPs可用于意识障碍病人的诊断,甚至有望用于评估其意识恢复治疗的疗效。

  值得一提的是,在临床疼痛的治疗方面,安慰剂效应是影响疗效的重要因素之一[89].考虑到安慰剂效应主要由心理预期和经典条件化作用2种因素引起[90~92],Colloca等人[93]采用CO2激光脉冲刺激考察了这2种因素对LEPs和主观疼痛评定的影响。结果显示,预期和条件化作用都明显减少了Ad-N2/P2波幅,并且在条件化作用下,Ad-N2/P2波幅减少得更多,这和已有研究一致[94,95].更重要的是,条件化作用也减少了被试的主观疼痛评定分数。这些发现表明,被试先前疼痛经历(即学习)加强了安慰剂镇痛效应,适当运用条件化作用可能使疼痛治疗取得更好的效果。

  同时,本研究也表明Ad-LEPs能用于安慰剂镇痛的疗效评估。

  基于所述,大部分临床研究都以Ad-LEPs为指标考察疼痛通路功能的完整性以及疼痛加工过程。由于C-LEPs本身的信噪比很低,提取相对困难,所以对它的临床研究较少。将来的研究应该在澄清两类LEPs的神经生理学意义的基础上,进一步探讨C-LEPs在临床应用方面的研究。

核心期刊快速发表
Copyright@2000-2030 论文期刊网 Corporation All Rights Reserved.
《中华人民共和国信息产业部》备案号:ICP备07016076号;《公安部》备案号:33010402003207
本网站专业、正规提供职称论文发表和写作指导服务,并收录了海量免费论文和数百个经国家新闻出版总署审批过的具有国内统一CN刊号与国际标准ISSN刊号的合作期刊,供诸位正确选择和阅读参考,免费论文版权归原作者所有,谨防侵权。联系邮箱:256081@163.com