加州大学旧金山分校(CSF)的科学家决定了人体如何区分焦烧和划痕

加利福尼亚帕萨迪纳–你可以告诉而不看你是否’被别针卡住或被火柴烧毁。但是如何?在颠覆传统观念的研究中,来自加州理工学院(Caltech)和加州大学旧金山分校(UCSF)的一组科学家表明,这种感觉歧视始于皮肤神经元信息的最早阶段。处理,具有不同数量的感觉神经元–called nociceptors–对不同种类的痛苦刺激做出反应。

他们的发现发表在本周的早期在线版本中 美国国家科学院院刊 (PNAS)。

“传统观点认为,皮肤中的伤害性神经元可以’告诉我们热痛和机械疼痛之间的区别,例如扎针,”霍华德·休斯医学研究所(HHMI)研究人员西摩·本泽(Seymour Benzer)生物学教授大卫·安德森(David Anderson)说,其中一篇’s lead authors. “这个想法是,皮肤是任何不适的愚蠢的感应器,并且较高的大脑区域将一种疼痛模式与另一种疼痛模式区分开,以告诉您是否’被烧焦或刮伤。”

这种传统的智慧来自记录伤害性神经元的电响应,结果表明这些神经元能够感知几乎所有的痛苦刺激。–从针刺到热到冷。但是,安德森指出,这还不足以了解对避免疼痛行为的控制。“我们问的是细胞可以感知的东西,而不是问动物细胞可以感知的东西,” he explained.

UCSF解剖学系主任安德森(Anderson)和主要研究者艾伦·巴斯鲍姆(Allan Basbaum)决定问这只动物。为此,他们创造了一种基因工程小鼠,可以选择性地破坏特定的痛觉神经元群体。然后,他们能够通过暴露于相对温和的热源或用尼龙钓鱼线戳开老鼠的爪子,观察老鼠是否继续对不同类型的刺激做出反应。

研究人员发现,当老鼠杀死一定数量的伤害感受器神经元时,它们停止了对戳戳的反应,但仍然对热反应。相反,当研究人员注射毒素破坏另一组神经元时,小鼠停止了对热的反应,但它们的oke感仍然完好无损。

“这告诉我们,介导戳戳反应的纤维对于热量的行为响应既不是必需的也不是足够的,” Anderson explains, “介导对热的响应的纤维反之亦然。”

另外,安德森指出,这两类感觉神经元似乎都不需要对疼痛的冷刺激(如干冰)做出反应。查明细胞数量的研究正在进行中。

“这告诉我们,不同类型的疼痛刺激的识别并没有’只能在大脑中发生–它始于皮肤,因此比我们想象的要聪明得多,” says Anderson. “That’这是一个非常异端的观点。”

It’正如安德森(Anderson)指出的那样,这也是一种有用的观点。“如果医生想在糖尿病性神经病等情况下修复或更换受损的神经纤维,” he explains, “他们需要确保他们’重新更换正确的神经纤维。”

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除安德森外,本文’s的合著者包括来自加州大学旧金山分校的研究生Daniel Cavanaugh,来自加州理工学院的博士后学者Hyosang Lee和HHMI研究专家Liching Lo,来自加州大学旧金山分校的Shannon Shields(现在西班牙托莱多的国立Paraplejicos医院)和前马克西尔卡加州理工学院现在在北卡罗来纳大学教堂山分校任教。

在PNAS文件上工作,“未分化的主要感觉纤维的不同子集介导对有害的热和机械刺激的行为反应,”由美国国立卫生研究院,全国精神分裂症和情感障碍研究联盟,塞尔学者计划,白厅,克林根斯坦,斯隆和丽塔·艾伦基金会,克里斯托弗·达纳·里夫基金会以及霍华德·休斯医学基金会提供的资助研究所。



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