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痛(真的)由 心 生 ?

2015-07-10 11:10來源:《科學美國人》中文版網址:http://dy.qq.com/article.htm?id=20150708A009II00瀏覽數:12 

本文原載于《環球科學》。

我們對疼痛的預期、看法以及個人情緒,會強烈地影響到疼痛程度和我們每天所作的決定。

撰文 霍華德·L·菲爾茨(Howard L. Fields)

翻譯 馮志華

數年前,一位老人到我所在的美國芝加哥庫克郡醫院(Cook County Hospital)的急診室就診。當時他的后頸部長著一個巨大膿瘡,疼痛無比。我告訴他,需要進行一個小型手術切開膿瘡,放出膿水。他立即變得面色蒼白,并問:“醫生,這會很痛嗎?”我安撫他說,在治療過程的任何階段,如果覺得太痛,都可以告訴我,我會立即停止。我用一把非常鋒利的手術刀切開了膿瘡,那位老人沒有發出一絲聲響。過了一會兒,他問:“您打算什么時候開始?”“已經搞定了,”我說。他吃驚地問:“您是怎么做到的,我怎么一點兒感覺都沒有?”

絕大多數人認為,疼痛是由于身體受傷或患病引起,但心理因素在痛覺感知方面也發揮著重要作用。在上面這個例子中,我的安撫性保證——如果感到疼痛,手術可隨時中止,在治療過程中沒有增加患者的疼痛感,反而起到了止痛的作用。驅散一個人的恐懼心理,可以使他產生緩解疼痛的預期,這種積極期待也能夠舒緩疼痛。

對痛感的心態非常重要,這一點不足為奇。疼痛是機體受傷時大腦發出的一種警示信號,這種信號會影響到人類的行為,從而增加生存幾率。因此,疼痛一定與某些控制行為和決策制定的大腦功能(包括預期、注意力及學習等)有著緊密的聯系。正因為存在這些聯系,腳上磨出水泡產生的痛覺會迫使人們停止行走,或使用一些柔軟的包布保護受傷部位。它還會提醒我們購買更舒適的鞋或穿上更厚的襪子。

疼痛信息與大腦中樞的相互作用調節著人們的動機以及從中獲取的經驗,再遭遇傷病時,這種心理狀態對于疼痛強弱的感知具有強烈影響。這還可以解釋安慰劑效應:如果一粒糖丸讓患者產生了鎮痛的期待,即便這粒糖丸沒有絲毫藥效,劇痛的程度也能得到緩解;與此相反,如果你確信一處受傷將會非常疼痛,痛感在無形中就會增強。情緒與疼痛也彼此相關:抑郁的人由于消極的精神狀態會感受到更多的疼痛。事實上,長期性疼痛(如頭痛)問題的惡化,常常是抑郁癥的第一個信號。當抑郁癥患者求醫時,對長期疼痛的抱怨往往是他們最先訴說的內容。

對獎賞、懲罰、恐懼、壓力及情緒狀況的預期,會改變人們感知疼痛的程度,并影響日常決定。這些因素在什么情況下怎樣發揮作用?最近的一些研究正為我們揭開這個秘密。這些心理因素還會可能導致慢性痛。這些研究不但揭示出疼痛怎樣深入人們的精神層面,還有助于尋找更好的控制疼痛的方法,幫助人們盡快從疼痛難忍的傷病中恢復。

痛覺的生理基礎

傳統痛覺理論認為,分布于身體外周的痛覺感受神經元會感受到機體受到的刺激,隨即將這些信息以電信號的形式傳遞給大腦,使大腦的某些區域激活,最終讓我們感受到疼痛。但是醫生也早已注意到,精神狀態能在很大程度上影響一個人對痛覺的感知。

美國哈佛大學的麻醉學者亨利·K·比徹(Henry K. Beecher)就在1956年發表的一篇論文中提到,戰斗中受傷的士兵因疼痛而抱怨的情況遠少于平民醫院中遭受同等程度傷痛的患者。比徹推論,在戰場上死里逃生,載譽榮歸故里,這個背景下的傷痛相比平民在日常生活中所受的傷,具有截然不同的意義。他推測,戰爭造成的傷痛是一個榮譽的標志。這種積極的含義有助于緩解疼痛。另外,醫生也早就知曉,創傷應激(traumatic stress)以及被病人臆想為止痛劑的安慰藥丸都具有鎮痛效果。

認知與情感因素如何影響我們感知疼痛的程度?幾十年來研究者已經發現,大腦中的一條神經回路以及具有疼痛控制器功能的脊髓(spinal cord)能夠依據環境狀況來調節一個人的疼痛感知程度。20世紀70年代早期,美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的科學家發現,大鼠中腦(midbrain)的一個小區域活躍之后,能產生很強的止痛作用??茖W家通過微型電線向這個區域輸送電流時,大鼠對那些會傷及身體組織的強烈刺激不再作出反應。正常情況下,這種刺激會使他們吱吱亂叫,并上躥下跳試圖逃跑。10年過后,科學家通過電刺激重癥慢性痛患者大腦的相同中腦區——導水管周圍灰質(periaqueductal gray),一樣可以起到短暫但顯著的鎮痛作用。

從那時起,研究者繪制了機體疼痛控制回路(pain-control circuit)圖譜的其他部分?,F已得知,這條回路起始于額葉(frontal lobe)大腦皮層,途經一些大腦的基本結構,其中就包括導水管周圍灰質,然后抵達脊髓——在這里,痛覺神經纖維與從身體其他部位獲取疼痛信號的神經元相連。這條回路上的神經元能夠合成一種名為內啡肽(endorphin)的多肽,成分與強效阿片類物質嗎啡具有相同的藥理學特性。內啡肽是體內天然存在的止痛劑,它與阿片類物質(其中還包括鴉片和海洛因) 共享同樣的受體——阿片受體μ(mu opioid receptors)。內啡肽正是通過這條疼痛調節路徑發揮止痛作用的。

強大的期待效應

神經學家發現,認知因素對痛覺感知的影響正是經由上述回路實現的。這條回路為預期效應(expectation effect,其中就包括對安慰劑止痛效果的預期)發揮作用提供了通道。2004年,現任職于美國哥倫比亞大學的神經科學家托爾·D·韋杰(Tor D. Wager)及其同事發現,一種安慰劑增強了這個疼痛控制回路的活性。內啡肽似乎在傳遞鎮痛信號的過程中發揮了重要作用:我和同事發現,在剛剛接受過外科手術的患者中,用納洛酮(naloxone)藥物阻斷阿片受體μ發揮作用后,可以消除安慰劑的止痛效應(參見《環球科學》2009年第6期《安慰劑的秘密》)。

我們實驗室的近期數據表明,在其他形式的預期效應發揮鎮痛作用時,也會經過這一回路。我的研究小組在2006年發表的一項研究揭示了色彩暗示(color cue)的作用。這些色彩顯示在一臺計算機顯示器上,參與研究的自愿者在觀看顯示內容后,研究者用不同溫度的金屬探頭刺一下他們的手,讓他們接受一次疼痛性刺激。當顯示器上出現的是藍色背景和“低溫”字樣時,自愿者就會受到溫和的疼痛熱刺激;當顯示器上出現的是紅色背景和“高溫”字樣時,自愿者就會受到強烈的疼痛熱刺激。然后,自愿者進入核磁共振掃描儀中,隨機觀看“紅色-高溫”和“藍色-低溫”的畫面,再次接受溫和或強烈的疼痛刺激。

我們發現,此前與較溫和疼痛相關的“藍色-低溫”暗示,會降低自愿者對強烈刺激的疼痛感。相反,此前與較強烈疼痛相關的“紅色-高溫”暗示則會放大溫和刺激的不適,導致自愿者產生更強的疼痛感?!凹t色-高溫”暗示發生在強烈疼痛刺激之前,疼痛感強度會增至最大。只有當強烈刺激與劇烈疼痛暗示同時出現時,大腦中位于丘腦和皮質層的痛覺傳遞系統才會被完全激活。因此,我們體驗到的痛感其實是機體痛覺與期待痛覺的綜合產物,期待痛覺取決于我們被告知或被暗示的信息。

強烈的刺激以及對強烈刺激產生過高的疼痛預期會激活部分腦區,強度相同的外周刺激以及人們對此產生較低的疼痛預期,也會激活一部分腦區。通過扣除前面的腦區我們獲得了與預期效應相關的大腦區域。結果顯示,這部分腦區就是控制疼痛的腦干區域與皮層。

除了對疼痛感的預測之外,對獎賞的預期(如食物或藥物)也會極大地影響疼痛強度。在1984年進行的一項經典實驗中,德國慕尼黑馬普學會精神病學研究所的藥理學家J·杜姆 (J. Dum) 和阿爾伯特·赫茨 (Albert Herz)每日在飼喂大鼠時,讓它們站在一塊溫度與室溫相同的金屬板上。起初一些大鼠的食物是常規鼠糧,另一些吃的則是巧克力餅干。兩個星期過后,研究者逐漸將那塊金屬板加熱到足以引起疼痛的溫度。結果發現,食用常規鼠糧的大鼠耐痛時間是4秒,而食用巧克力餅干的大鼠的耐痛時間比前一組多一倍。不過,當大鼠服用了一種能夠抑制內啡肽發揮鎮痛效果的藥物后,它們就不愿再為巧克力餅干忍痛那么長時間了。由此可見,對食物獎賞的預期可以起到止痛劑的作用,能夠有效提高大鼠的耐痛能力。

食物、性以及其他一些天然的誘惑,甚至僅僅是對這些事物的期待,都能夠激活嚙齒類動物和人類大腦中的獎賞回路(reward circuitry)。同理,這些事物也能產生鎮痛效應。阿片類藥物的藥效進一步表明,獎賞與鎮痛有一部分是建立在同一神經基礎之上的。這類藥物中藥效最強的是嗎啡(morphine)和氧可酮(oxycodone,商品名是奧施康定,這是一種處方鎮痛藥,但濫用情況很嚴重),它們在發揮強效鎮痛作用的同時,還能讓使用者產生興奮感,這帶來了成癮的風險。

疼痛的抉擇

疼痛與獎賞回路在阿片受體μ處相互作用。利用遺傳工程手段,科學家培育出了不具有功能受體μ的小鼠。這種小鼠既無法體驗鎮痛效果,也不能感受到來自嗎啡的快感。除此之外,服用了納洛酮(這種藥物能夠阻斷阿片類受體發揮作用)的大鼠在面對食物獎賞(比如巧克力)的時候,也不會再有抑制疼痛的體驗。因此,當某人在期待獎賞(比如一頓可口的晚餐)時,機體會釋放內啡肽,沿著疼痛控制回路激活μ受體,在疼痛信號進入中樞神經系統時加以調控。

伏隔核(nucleus accumben)在發送獎賞信號和控制疼痛等方面都扮演著重要角色。當這一包含有μ受體的腦區失活后,會妨礙動物從消遣性毒品(recreational drug)或性及食物之類的天然獎賞中體驗快感。不但如此,直接向這一腦區注射獎賞性物質還會抑制疼痛應答。

當獲得獎賞與逃避疼痛相沖突時,唾手可得的獎賞能夠減緩疼痛的特性就會影響人們的決策制定。一名運動員可能要作出決斷:是因身體不適放棄比賽,還是忍痛參賽并有奪冠的機會;一位腳上長了水泡的人也會躊躇于這樣的選擇:是呆在家里好好養傷,還是出門享用一個比薩或欣賞一場電影。大腦要對這些決策進行一系列成本收益分析。疼痛的程度如何?對勝利、電影或比薩的渴望有多強烈?這些期待都會影響到決策,其中一部分就是通過疼痛控制回路完成的。

如果你是一位進取心極強的運動員,抑或美味的比薩、精彩的電影讓你無法抗拒,對這些事物的期待會使內啡肽得以釋放,μ受體得以激活。這一切不僅會增加預期中的勝利、美食及電影帶來的快感,還能抑制疼痛。最終產生的總體效果是,你愿意忍受這些疼痛來達成目標或得到獎賞。另外,在和對手競爭的過程中或前往享受比薩或電影的路上,傷病導致的疼痛感的確會降低。

與此類似,想要獲得巧克力的大鼠也在潛意識中“決定”忍受高溫金屬板帶來的痛苦,以期得到巧克力,這是因為不但他們期待著巧克力這種美食,而且這種念頭還降低了它們的疼痛感。面臨疼痛與獎賞之間的沖突時,這樣的解決之道或許還具有生存優勢,因為動物為了爭奪食物和稱心的伴侶經常要忍住疼痛擊退競爭者。

期待獎賞產生的鎮痛效果與安慰劑效應如出一轍。如果將緩解疼痛視為一種獎賞,那么安慰劑藥片就是獎賞即將到來的一個信號,也就會產生鎮痛療效。因此對緩解疼痛的期待就成了一個自我實現的預言。與此相反的是,如果預期會產生疼痛,就會出現相反的效應,疼痛控制回路的活性增強,因而導致更強的疼痛感。

積極期待傷病將很快治愈會加速傷處的愈合。2009年,加拿大多倫多大學流行病學家J·戴維·卡西迪(J. David Cassidy)與同事發表了他們的研究報告,研究對象是加拿大薩斯喀徹溫省2,335名因交通事故而遭受急性頸部扭傷(whiplash injuries)的居民。這種傷病是頸部疼痛的一個主要原因。根據統計,希望傷勢快速好轉以便重返工作崗位的患者,恢復速度比較為消極的人快42%。先前的一些研究也顯示,感覺背痛程度較低的患者,對康復的期待始終與盡快返回工作崗位相關。這表明,一個人對未來的預期可以強烈地影響到疼痛對他生活的打擊程度。

恐懼驅散疼痛

除了對康復或獎賞的預期,感覺危險來臨也能抑制疼痛。包括美國威斯康星-密爾沃基(Wisconsin–Milwaukee)大學弗雷德·J·黑爾姆施泰特(Fred. J. Helmstetter)和加利福尼亞大學洛杉磯分校邁克爾·S·范澤洛(Michael S. Fanselow)在內的一些心理學家研究發現,存在捕食者或身處一個曾遭遇過疼痛經歷的恐懼環境中時,大鼠對疼痛刺激不會產生絲毫反應。納洛酮能夠阻斷大鼠由于恐懼產生的鎮痛效應。這表明,通過釋放內源性阿片類物質,即將面臨的危險發揮了抑制疼痛的作用。

在交通事故、戰場突發事件或體育比賽事故之類的嚴重外傷發生期間或之后的短暫時間內,人們通常不會感到疼痛。這類急性組織損傷的情形可能預示著危險正在來臨,因而人和動物體內的急性應激反應得到釋放。疼痛暫時被抑制會讓當事人或動物能在撕心裂肺的絞痛來臨之前有能力趕至安全地帶。

盡管急性應激反應可以抑制疼痛,但如果應激反應持續下去,并開始慢性化以后,疼痛常常會加劇。壞情緒也會加劇疼痛?;加幸钟舭Y的人對疼痛更加敏感,更缺乏耐受力。2007年,一項針對131 500名加拿大人進行的研究顯示,慢性痛病人中,約有13.1%患有重度抑郁癥,而在沒有慢性痛經歷的人當中,這一數字僅為5.3%。被疼痛折磨本身就讓人抑郁不已,而且普遍認為抑郁癥還能影響痛覺的感知。抑郁癥相關的神經化學改變——比如神經遞質5-羥色胺(serotonin)和去甲腎上腺素(norepinephrine)的耗竭,會降低疼痛控制回路的正常抑制過程或增加它的易化(facilitation,在某種情況下興奮從一細胞向另一細胞傳遞變得容易)水平。

除此之外,如果將疼痛視為一場災難,或認為疼痛難以忍受,就會加劇疼痛感。在一個標準問卷調查中,相比疼痛悲觀指數得分較低的患者,高分患者在手術后或許會經歷更加劇烈的疼痛,他們對實驗誘導的疼痛也表現出了更高的敏感性。對疼痛的悲觀認識會使人們專注于此,并將另外一些情感附加到疼痛之上,這只會使疼痛加劇。在2004年發表的一項研究中,美國密歇根大學風濕病學家丹尼爾·J·克勞(Daniel J. Clauw)與同事對29名纖維肌痛(fibromyalgia)患者進行了測試,檢驗他們對疼痛是否持悲觀態度。然后對他們的大拇指指甲施以鈍壓,并測量大腦對此作出的反應??茖W家發現,當患者對疼痛的認識相對悲觀時,他們的大腦中與疼痛預期、疼痛關注度以及痛覺感知的情感因素相關的腦區會變得更加活躍。

各種形式的心理痛苦也會增加一個人患疼痛綜合征(pain sydrome)的風險。在2007年發表的一項研究中,美國北卡羅萊納大學的神經生物學家威廉姆·邁克斯納(William Maixner)與同事對244名起初并無疼痛癥狀的女性進行了長達3年的跟蹤隨訪,觀察她們中有哪些人患上了顳頜關節紊亂癥(temporomandibular joint disorder,一種下頜持續性疼痛的疾?。?,并由此鑒定出能夠預測此病情發展的特征。有研究者認為,心情抑郁或備感壓力的人遭遇這一疾病的風險比普通人高2~3倍。此外,在早先的研究工作中,美國華盛頓大學的科學家認為,軀體化癥(somatization,此病患者在身體受傷后會報告數目遠超正常的不適癥狀)患者患疼痛綜合征的風險會倍增,甚至5年過后都沒有多大好轉。

遠離疼痛

受傷、醫學治療或疾病常常會導致機體疼痛,有些是隱隱作痛,有些則痛不欲生,如何克服或對付這些疼痛,有關疼痛心理學的研究或許能開辟出一條新路。大腦回路在回報性獎賞和緩解疼痛之間的相互作用中起到了調節作用,有關這方面的知識,人們已經積累得越來越多,這些信息為減少止痛藥物的成癮副作用提供了許多線索。這些發現或許能催生出既能有效止痛,又能使成癮性顯著低于阿片類藥物的止痛劑。

另外,深入了解情緒、期待和其他心理因素對疼痛感知所起的重要作用,能夠有效幫助朋友、患者和家人與疼痛作斗爭。告訴一位深受疼痛折磨的人,另一些和他情況差不多的人痊愈狀況良好,常常會緩解他的痛苦與不適;而嚇唬他說,其他有著相似癥狀的人患上了嚴重疾病時,將會極大惡化他的感受。

醫生應當時刻警惕與情緒相關的因素——如抑郁癥或慢性應激反應,會在暗中對患者的疼痛推波助瀾。同時,應當仔細詢問或評估病人對自身不適癥狀的預期。如果某位患者是極度疼痛悲觀主義者,醫生應該向他提供更加精確的信息來安撫他內心的不安,就像文章開頭我對那位長了膿瘡的老者所做的那樣。最后,我認為重新認識疼痛的心理作用將會為治療疼痛提供革命性的新方法。

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