《Frontiers in Human Neuroscience》：Neural basis of intensity-dependent brain activity in response to mechanical stimulation and the level of pain sensitivity
编辑推荐：
本研究通过fMRI技术首次系统揭示了不同强度机械刺激下的大脑激活模式及其与疼痛敏感性的神经关联。研究发现，随着刺激强度增加（60/100/180?g），脑区激活从初级体感皮层扩展至前脑岛（参与显著性评估）、小脑（感觉运动整合）及角回（高阶认知处理）。高疼痛阈值组表现出前额叶-顶叶网络激活增强，提示认知调控可能参与疼痛耐受机制。该研究为开发客观疼痛生物标志物及个性化疼痛治疗策略提供了神经科学依据。（字数：110字）
研究背景
疼痛感知存在显著个体差异，而当前依赖主观报告的临床评估方法难以区分疼痛的病理生理机制。功能磁共振成像（fMRI）通过检测血氧水平依赖（BOLD）信号，为客观量化疼痛相关的神经活动提供了可能。尽管已有研究关注热刺激或心理因素对疼痛感知的影响，但针对机械刺激敏感性差异的神经机制尚不明确。本研究旨在通过fMRI探索不同强度机械刺激下的大脑激活模式，并阐明疼痛高/低阈值人群的神经活动差异。
研究方法
研究纳入52名健康成年人，使用Semmes-Weinstein单丝在fMRI环境中施加三种强度（60?g、100?g、180?g）的机械刺激于右手中指指尖。根据疼痛阈值以100?g为界，将参与者分为低阈值组（n=24）和高阈值组（n=28）。采用块设计（30秒刺激/30秒休息），结合广义线性模型和家族误差校正进行脑活动分析。
强度依赖性脑激活结果
60?g刺激显著激活对侧中央后回、缘上回及前脑岛，提示早期感觉及显著性处理参与；100?g刺激下激活扩展至中央前回和小脑，反映运动准备与感觉整合机制；180?g刺激则进一步招募小脑、角回和丘脑，表明高强度刺激引发高阶认知评估与痛觉传递通路协同响应。
疼痛阈值分组的神经差异
低阈值组脑活动局限于体感相关区域（中央后回、缘上回、顶叶岛盖），而高阈值组在相同刺激下表现出前脑岛、顶上小叶、中央前回及中额叶等前额叶-顶叶网络的广泛激活。该模式提示高阈值个体可能通过认知控制网络对疼痛输入进行主动调控。组间比较未发现显著差异，可能与样本量较小有关。
讨论与意义
随着刺激强度增加，脑激活从初级感觉区向涉及注意、运动准备和认知评估的高阶网络扩展，支持疼痛感知的多维度整合模型。高阈值组的前额叶-顶叶网络激活增强，为"主动疼痛控制"理论提供了实证依据，表明疼痛敏感性差异不仅源于外周信号传导，更与中枢认知调控策略密切相关。本研究为疼痛的神经生物学机制提供了新的见解，对发展基于fMRI的客观疼痛评估指标及个性化行为干预（如认知行为疗法）具有重要临床意义。
局限与展望
手动刺激可能引入变异性，未来需采用自动化设备提高精度；样本量限制可能影响组间差异的统计效力；未控制女性月经周期对痛感的影响。后续研究可结合大样本连续阈值分析及多模态神经影像，进一步验证神经活动与行为指标的关系。
