熱板測痛儀對動物疼痛共情行為的研究
瀏覽次數:1234 發布日期:2022-5-26
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為了深入研究嚙齒動物的痛覺共情機制,我們提出三個問題:
(1)嚙齒動物的痛覺同理心是否存在物種差異?
(2)除了社交時,社交后疼痛共情還能堅持嗎?
(3)負責疼痛共情的大腦中樞在哪里?
為了回答以上問題,我們將成對的籠養老鼠放在透明的有機玻璃盒子里進行自由接觸(社交)。一只大鼠接受皮下注射蜂毒誘導持續性縮爪(痛覺組),另一只大鼠在一旁觀看(觀察組)。30分鐘后,觀察組分別評估熱刺激縮爪潛伏期、機械刺激縮爪閾值和皮下注射蜂毒誘導的持續性自發縮爪次數(場景和線索移除后30分鐘)
本實驗以單獨飼養的大鼠和不同籠舍飼養的陌生大鼠為對照組。
結果:(1)與上述人群偏好族內群體和小鼠偏好同籠同伴的特點相似,大鼠只有在觀察到其熟悉同伴(同籠)的痛覺刺激后才對痛覺產生共情,而對同種陌生大鼠的痛覺沒有共情。同籠觀察組大鼠雙下肢機械痛閾值下降約40%~50%,但熱刺激反射潛伏期不變。與對照組相比,籠養觀察組大鼠皮下注射蜂毒后持續自發縮足反射次數明顯增加。
(2)與對照組相比,同籠觀察組大鼠皮下注射蜂毒誘導的脊髓背角c-Fos蛋白陽性神經元數量明顯增多。
(3)雙側mPFC化學損傷后,同籠觀察組大鼠的痛覺同理心消失,但化學損傷雙側杏仁核復合體或雙側嗅區皮質(嗅區皮質-齒狀回-CA3-CA1通路是海馬的主要皮質傳入神經源)對同籠觀察組大鼠的痛覺同理心無影響,提示大鼠的痛覺同理心激活mPFC,然后通過其向下易化機制激活脊髓背角痛覺感受細胞的活動,導致脊髓損傷。mPFC參與介導大鼠痛覺移情的發現,將有助于進一步研究以mPFC為靶區的ACC、前邊緣前皮質(PrL)和下邊緣皮質(IL)的功能性傳入和傳出連接體,最終揭示大鼠痛覺移情的神經回路。
通過比較大鼠和小鼠的結果,我們認為蘭福德工作的缺點是:
(1)他們只研究了小鼠在與同伴交流時的現場疼痛共情反應,并沒有觀察到這種疼痛共情反應是否發生在社會化后,也不清楚這種疼痛共情反應能持續多久;
(2)他們只研究了疼痛共情的行為反應,沒有觀察到脊髓疼痛易化的生物學基礎,更沒有探索到介導疼痛共情的腦中樞。我們實驗室的新觀察發現,大鼠在與同伴交流30分鐘后即可發生疼痛共情反應,在改變情境、去除線索的情況下可持續5小時左右,提示疼痛共情反應可能不僅是初級知覺共情(情緒傳染),還涉及高級智力共情(學習記憶、認知評價)的智能過程(未發表數據)。
再者,我們觀察到,當面對同籠雌鼠和陌生雌鼠時,雄鼠只有在同籠雌鼠遭受痛苦時才有痛苦共情,而對陌生雌鼠沒有共情反應,這再次提示與環境的密切接觸是痛苦共情的社會基礎(未發表數據)。
實驗測試后,同期評價“大鼠共情關鍵腦區的發現非常重要,為今后進一步研究疼痛共情的腦機制打開了一扇窗,為共情的進一步研究提供了生物-社會-心理-行為實驗動物模型”。
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