脊髓内存在着数条上行痛觉传导束。痛觉冲动除了可以借助于由脊髓内固有神经细胞构成的多突触通路上行传导以外，在人类和类人灵长类的痛觉传导系统存在于脊髓前外侧象限内；痛觉冲动沿对侧脊髓内传导束上行传人脊髓以上中枢。存在于这部分脊髓白质内的痛觉传导束有，脊髓丘脑束、脊髓网状束和脊髓中脑束。脊髓小脑束和脊髓橄榄束与痛觉的传导关系不大，因为在临床病例观察到切除小脑对感觉功能没有明显影响。但是不能排除，小脑在痛觉相关运动反射性活动和痛觉调制中发挥一定作用。应用辣根过氧化物酶标记技术对脊髓灰质内上行传导束细胞的分布情况的研究取得进展。研究人员正在对各种上行传导束纤维在大脑内的投射分布情况进行研究。研究发现有些脊髓灰质内上行传导束神经细胞参与多种上行传导束纤维的构成。大脑内与痛觉有关的最重要的神经核有：延脑和中脑的网状结构、旁中央导水管灰质、丘脑神经核（包括丘脑腹后外侧核、丘脑背侧复合体内侧部分）和丘脑内侧神经核（包括板层内复合体和旁中央核）。某一个脊髓丘脑束细胞可能向上述神经核的任何神经核发出投射纤维。
脊髓丘脑束细胞也是目前所知的本体感觉上行传导束细胞。向对侧丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞通常可以被舫和C 纤维冲动和邓纤维冲动所激活。根据对皮肤的机械性刺激的反应特点，可以将这些神经细胞分为伤害性刺激特异反应细胞和广域细胞。这些神经细

第六章疼痛相关形态学及生理学· 巧1

胞在对侧躯体皮肤上具有局限性的感受野。一般情况下，这些细胞对不同强度的伤害性热刺激表现出不同程度的反应，对伤害性冷刺激和伤害性化学刺激也具有敏感的反应性。来自肌肉和内脏的传人神经纤维汇聚于脊髓丘脑束细胞，在牵涉痛的产生中发挥一定作用。脊髓丘脑束细胞向丘脑腹后外侧核发出投射纤维，参与痛觉分辨功能。
有一部分脊髓丘脑束细胞只向丘脑内侧部分和丘脑外侧核发出投射纤维。这类神经细胞的绝大部分具有非常大的感受野，与此有关的神经结构包括传向大脑的上行纤维和从大脑下行至脊髓的下行纤维。这些细胞一般属于伤害性刺激特异反应细胞。与向丘脑外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞相比，这类脊髓丘脑束细胞在脊髓内分布于脊髓灰质较深板层内，一般分布于第七板层内。这类细胞似乎参与痛觉分布功能以外的其他功能。这些细胞也是网状结构的构成成分，并且施行上行网状激活系统的功能。因此这些细胞与机体的觉醒功能和痛觉相关情感反应有关。其他向丘脑内侧部分发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞分布于脊髓灰质的第一板层内，具有较小的痛觉特异性感受野。这些细胞的投射纤维终结于丘脑旁中央核。由于旁中央核向大脑的端叶发出投射纤维，因此这部分脊髓丘脑束细胞可能与痛觉相关的情感反应有关。
脊髓丘脑束细胞除了具有兴奋性感受野以外，还具有广阔的抑制性感受野。一般情况下，抑制作用需要一定强度的伤害性刺激来诱发，但是在一些条件下，在兴奋性感受野周围皮肤区域触觉也可以诱发抑制性感受野的产生。这种广泛的抑制性感受野与DNIc ( di 而Se 加xiousi 咖肠tory contml system ）作用机制不同。因为脊髓丘脑束细胞的抑制作用在横断脊髓后仍然存在，不依赖于脊髓以上的环状神经结构的参与，而DNIC 作用机制则有赖于脊髓以上的环状神经结构的参与。采用长时间的阂上刺激作用于伤害性刺激传人神经纤维，可以诱发产生对脊髓丘脑束细胞的长时间的抑制。这种抑制作用机制可能是经皮电刺激或者针灸诱发镇痛作用的产生机制。
脊髓丘脑束细胞也可以用作对潜在性神经递质的试验。有些神经递质的作用已得到证实。将已知神经递质的作用作为参照，有助于对未知神经结构功能的研究。
对脊髓丘脑束细胞的研究显示，脊髓丘脑束细胞在一些痛觉现象中发挥作用。未来的研究应该集中于揭示是否脊髓丘脑束细胞真正在该方面发挥作用。一个关键的技术因素是开发一种技术可以用于记录清醒动物的脊髓丘脑束细胞的电活动。未来研究的另外一个焦点是关于脊髓丘脑束细胞神经递质的研究。这些研究可能会导致制药企业生产出更好的镇痛药物，以取代脊髓离断手术。
与人们对脊髓丘脑束的了解程度相比较，对脊髓网状束所知甚少。问题在于，脊髓网状束细胞的反应性质很容易受到麻醉剂的影响。另外，很难确定所研究的脊髓网状束细胞对大脑的哪一部分产生影响，因为很难确定在网状结构内哪些细胞是脊髓网状束细胞的靶细胞，是否这些网状结构内细胞向头侧或尾侧的其他结构发出投射纤维。因此，很难将脊髓网状束细胞与痛觉机制特异性地联系在一起。脊髓网状束细胞具有广阔的感受野。脊髓网状束― 丘脑通路所传导的信息与痛觉分辨功能关系不大。
脊髓中脑束可以被认为是脊髓网状束系统的组成成分。脊髓中脑束细胞的分布情况更类似于向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的上行传导束神经细胞在脊髓内的分布。研究显示有些脊健中脑束细胞向丘脑腹后外侧核和中脑中央导水管周围灰质发出投射纤维。这样有可能中脑接受来自向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的上行传导束神经细胞的感觉分辨信息冲动。在中脑中央导水管周围灰质和丘脑腹后外侧核之间存在着传导通路，这样中脑中央导水管周围灰质可能充当伤害性神经冲动的中继站。也存在着中脑中央导水管周围灰质向丘脑腹后外侧核发出抑制性投射纤维的可能性。因此未来实验研究应该解决了解中脑中央导水管周围灰质与丘脑腹后外侧核之间相互作

巧2 · 第二篇基础理论

用。中脑很显然与伤害性刺激反应和伤害性刺激的调制都有关系。进一步的研究应该致力于对中脑神经细胞的反应特性和相互连接情况的研究。
研究表明，脊髓颈髓束或者突触后背索通路在人类或者灵长类动物的痛觉机制中不可能发挥重要作用。但是这些传导通路可能在脊髓离断后痛觉恢复现象中起作用。
四、丘脑皮质机制
丘脑腹后外侧核是人类、猴和大白鼠的脊髓丘脑束纤维终结区。在猫体内，只有一少部分脊髓丘脑束纤维直接终结于丘脑腹后外侧核内。大部分的纤维终结于位于丘脑腹后外侧核周围的“壳状区”内。人类和猴的脊髓丘脑束纤维在丘脑内的终结区在冠状切面上呈斑点状，实际呈棒状结构存在于丘脑内。这些棒状结构也可能与丘脑柱相关，后者向大脑皮质发出投射纤维并且与伤害性刺激冲动传导有关。
在猴体内，脊髓丘脑束纤维的终结区位于丘脑腹后外侧核的周边，那么痛觉信息的综合处理发生于丘脑腹后外侧核周边，包绕着与触觉信息综合处理有关的丘脑腹后外侧核的核心部分。但是以上观点有待进一步的研究证实。
如果存在与伤害性刺激冲动有关的丘脑柱，那么就有可能从丘脑腹后外侧核神经细胞记录到相关冲动电位。采用辣根过氧化物酶标记技术可以显示大脑皮质SI 区与丘脑柱的联系。进一步的研究工作需要对丘脑和大脑皮质的痛觉相关纤维进行跟踪性研究，或者采用逆行激活法，或者采用辣根过氧化物酶标记法。对丘脑腹后外侧核和大脑皮质内痛觉相关神经细胞应该做进一步的研究。以了解痛觉神经冲动在从脊髓传人神经纤维向大脑皮质传导过程中，痛觉信息的转换过程。除了在已麻醉的动物体上进行实验以外，更多的研究应该使用未麻醉的动物。因为麻醉剂能够改变丘脑和大脑内神经细胞的反应特性，所以在研究这些区域内神经细胞时应该在没有麻醉剂的条件下进行。麻醉剂的问题在研究丘脑内侧和大脑皮质本体感觉信息处理区域时应该更加注意。研究显示，对本体感觉刺激发生反应的丘脑内侧神经细胞，当给动物注射麻醉剂后，细胞的反应立即消失。文献中所报道的有关丘脑皮质束神经细胞反应特性的差异，与不同的研究小组，在不同的实验中，使用不同剂量和不同种类的麻醉剂有直接关系。
随着人们对不同丘脑神经核和神经细胞与大脑不同区域之间联系的了解，将会有更多的关于丘脑皮质系统功能的假说出现。研究显示，在猴的大脑皮质的7b 区内的痛觉相关神经细胞对痛觉刺激诱发的注意和学习功能有关；在猫的大脑皮质SIV 区内的神经细胞与觉醒和定位功能有关。随着这些假说的出现，应该开发相应的技术去验证这些假说。选择性地破坏组织将有助于支持和否定这些假说。
五、生物适应性
目前为止，文献所报道的痛觉传导系统的功能活动大部分是关于正常机体条件下的功能活动。在某些病理条件下，神经系统的功能可能发生改变。比如，刺激慢性疼痛患者的中脑或者丘脑内侧部分，可以诱发疼痛，而同样的刺激作用于正常人体的同样部位却不产生任何感觉。这些现象提示，机体内的伤害性刺激感觉系统的功能是可变的。甚至可以改变长期疼痛患者对痛觉性质的感觉。如果这种理论成立，这种改变是导致临床急性疼痛和慢性疼痛差异的原因。急性疼痛需要有效的治疗。麻醉类镇痛剂和其他非麻醉类镇痛剂往往可以达到满意的疗效，另外还有许多治疗急性疼痛的办法（包括全身麻醉）。而在慢性疼痛的患者使用药物治疗弊多于利。
慢性疼痛将是痛觉机制研究领域在今后若干年内面临的重要挑战。今后的研究一方面需要开

第六章疼痛相关形态学及生理学· 153

发慢性疼痛的动物模型。周围神经切断后发生的神经瘤以及脊髓背根切断后诱发的神经元活动改变均可以诱发疼痛。这种机制诱发的疼痛在动物表现为自残即动物常常咬断或者咬伤受累及的肢体。
另一方面开发的疼痛动物模型是全身使用乳酪分枝杆菌引起动物的多关节炎。这种动物模型的缺陷无法在同一个动物体上进行自身对照观察，而且，往往在动物全身使用乳酪分枝杆菌后不仅仅引起关节炎，其他组织也同时受累。
对于神经系统的适应性变化的研究有可能揭开慢性疼痛机制的谜底。目前已有实验表明，切断周围神经不仅引起神经瘤，同时也诱发中枢神经系统的改变。比如，切断周围神经诱发脊髓灰质胶质层内抗氟酸性磷酸酶的降低，如同切断脊髓背根后发生的变化。切断脊髓背根以后，首先出现脊髓背角内P 物质含量降低；随后P 物质含量恢复。显然，是由于脊髓内固有的含P 物质中间神经元末梢再生的结果。对于神经系统的适应性变化的研究将推进人类对疼痛的认识。疼痛不仅刺激着受损伤的机体，也激励着许多科学家、临床医学家投人到疼痛的研究队伍中。如果说在过去的十年、二十年内人类对疼痛的认识取得了显著进步，那么，随着科学技术的进步和发展，尤其是微电子技术的发展，将对疼痛的研究起到更重要的促进作用。