第一节概述
一、周围痛觉感觉系统
实验研究结果提示，传人神经纤维中存在着传导伤害性信息的纤维成分。H 叼ha 曲和v 刘场于1967 年提出，应用微生理技术发现人类存在着2 种伤害性刺激感受器（痛觉感受器）。时隔不久，1974 年肠此bjork 应用微电生理技术研究发现了对机械刺激和温度刺激以及化学性刺激敏感的C 神经纤维，并将其命名为c 多元伤害性刺激感受器（Cpol 州司el nociceptor ）。1981 年，肠nie 勿叮发现了对机械性刺激敏感的筋神经纤维，并将其命名为机械性伤害刺激感受器。并在随后的研究中( 19 斜年）发现C 多元伤害刺激感受器群中存在着痰痒感受器。这种感受器独立于痛觉感受器而存在。
在人体内还存在着其他一些感受器，刺激这些感受器不使机体产生痛觉，这些感受器为机体提供其他性质的知觉。如用电流刺激与Pacinian 小球相连的传人神经纤维可以引起振动觉；用中频电流刺激与Meis ～小球或毛囊相连的传人神经纤维，可以引起拍打或冲击感；刺激肠训I ( Mer 记e cell ）传入神经纤维可以引起持续按压觉。这些研究发现不支持所谓痛觉产生于过度刺激作用于各种感受器的假说。
痛觉传导与C 传人神经纤维密切相关。越来越多的动物实验和临床观察资料证明这种论点。氏时er 等报道，在先天性痛觉缺如的儿童中，一部分患者的病因是由于缺乏正常存在于机体周围神经和U ～束的细神经纤维。这些患者的触觉正常但缺乏痛觉。尽管目前还不清楚此类患者的中枢神经系统和周围神经系统内是否存在着其他异常改变，但是，现在已明确伤害性刺激传入神经纤维的缺如至少是痛觉缺如的一个原因。
二、脊髓内伤害性刺激传导上行纤维
1 个多世纪以前，人类已了解到，痛觉在脊髓内沿着机体受刺激对侧的上行传导神经纤维束传导。1 哪年sPiu 叮报道一例脊髓双侧前侧索受结核病灶侵蚀的患者出现机体双侧痛觉消失。基于这一发现，SP 扭er 和M 耐n 施行了人类首例脊髓侧索离断手术用于缓解患者顽固性疼痛。从那时起，脊髓侧索离断手术不止一次地用于治疗顽固性疼痛。临床工作者们记录到，在脊位索离断的患者出现切断水平几个脊节以下水平对侧机体的痛觉和温度觉消失（见图6 一1 ）。施行脊盆索离断手术后可以引起患者痛觉消失达数月、数年甚至引起永久性的痛觉消失。这些事实提示，脊翻内的主要传导痛觉的神经纤维的功能丧失是导致机体一定区域痛觉消失的原因。同时，临床医学工作者们发现，施行脊髓侧索离断手术的患者在痛觉完全消失后数月或数年后，一部分患者的痛觉恢复。对此，目前尚无定论性的解释。但有几种假说解释该现象。一种假说认为，脊位侧索被切断以后，随着时间的推移，一些正常情况下不活跃的有传导痛觉潜能的传导纤维逐渐被活化引起痛觉恢复。这种假说的支持者们认为在脊髓的某一部分存在着潜在性的对痛觉传导非常重要的神经结
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』 人分
构。另外一种假说认为，位于脊髓前外侧象限的神经索实际上是一些从高级中枢下行至脊髓具有痛觉调节作用的下行神经纤维。而机体表面受到刺激引起的痛觉则由另外存在于脊髓内其他部位的神经索传导。这一假说于1976 年被Noo 记en 饰s 和W 习1 的报道所否定。这两位学者报道了一例除一侧部分脊髓前外侧索相连以外完全性脊髓横断的患者仍然在损伤水平以下保留痛觉和温度觉。这一事实提示，脊髓的前外侧象限是完成痛觉和温度觉传导的必需神经结构。
痛觉传导依赖于脊髓的前外侧象限内的神经纤维的论点也得到了临床电生理实验观察结果的支持。用适当强度的重复电刺激作用于清醒患者脊髓的前外侧象限内的上行神经纤维（事先已得到患者的同意），可以引起痛觉。另外，当外科医生切断脊髓前外侧索的瞬间，患者往往感觉到突发的冷、热感或者灼痛。这一事实也支持上述论点。同时，研究人员还注意到，引起痛觉所需要的刺激强度和频率都高于引起温度觉所需要刺激的强度和频率。
三、较高级中枢在痛觉传导中的作用
图6 一1 Aa 机械痛觉感受器在皮肤内结构示意图神经纤维失去髓鞘，纤细的末梢具有阮hwann 细胞包绕，向表层穿行分布于表皮组织内
有文献报道，丘脑或大脑皮质的损伤可以引起痛觉障碍。丘脑前部、尾内侧部损伤或者大脑额叶的损伤将引起情感、痛觉障碍与知觉分离，即伴随多种情感障碍的痛觉障碍与知觉基本正常并存。上述观察结果提示，机体对痛觉的调节是通过中枢神经系统内多部位神经结构的综合作用而实现的。疼痛反应的多方面性可能是中枢神经系统内相对独立的亚系统的多元参与的结果。刺激大脑的特定部位可以引起痛觉；如临床上在应用外科手术治疗癫痈病的过程中刺激大脑的感觉运动区，可以诱发痛觉；刺激丘脑的某些部位也同样可以引起痛觉。
四、痛觉研究的实验途径和方法
l 商床观察资料表明，特定的神经传导结构与痛觉密切相关，并且观察到某些独立的神经结构分别与痛觉、正常知觉和情感活动密切相关。如果上述观察与实际相符，那么有可能用适当的方法可以标定这些特定神经结构内的神经细胞及其特性。临床实验能够直接反映与人体痛觉相关的神经细胞的功能活动，临床实验是基于动物实验基础之上。在研究疼痛及机体对其的调节功能时，在设计实验动物模型时应该遵循以最小限度地引起动物的疼痛反应的原则，这样才有利于有效地、准确地观察中枢神经系统内各部分的功能。现在的实验技术已经可以在清醒动物正常活动状态下观察大脑某些部位神经细胞的活动。这些动物模型在研究痛觉与行为的关系时尤其具有重要的实用价值。因为在某种条件下，动物可以选择性地避开过强的刺激。如果需要对强刺激所引起不同部位神经细胞的反应进行研究时，可以采用麻醉状态下的动物或者去大脑皮质动物进行研究。麻醉剂对中枢神经系统内高级部位神经细胞对伤害性刺激的反应性有明显的影响。但是，麻醉剂对低位
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中枢内的神经细胞影响不明显。因此，麻醉状态下的动物实验比较适用于周围痛觉感受器、脊髓和脑干在痛觉的产生、传导和调节中的作用的研究。去大脑皮质动物尽管实验研究中可以排除麻醉剂对实验的干扰，但是，动物在去大脑皮质后起源于动物脑干部位的脊髓下行系统表现出过度活动，因此，去大脑皮质动物脊髓内神经细胞的功能状态与神经细胞的反应性与正常状态下相比较有较大的偏差。所以，在分析使用去大脑皮质动物进行实验所得结果时，应该充分考虑这种干扰因素的影响。这种去大脑皮质动物脑干下行系统神经元过度活动对脊翻内神经元功能的影响，可以通过高位脊髓离断的方法加以克服。
五、定义痛觉神经元的标准
用实验的方法可以发现与痛觉有关的神经细胞。在临床实验中，当与痛觉有关的神经结构受到刺激时，受试者往往可以明确地报告疼痛的部位和性质。而在动物实验中情况不同，只有通过观察动物对伤害性刺激的反应程度来判断动物对伤害性刺激的感知。尽管动物实验中获得的结果与临床实验所获得的结果有差异，但是动物实验结果仍然具有相当重要的参考价值。
1977 年，而ce 和D 山ner 提出了确认与痛觉相关神经元的标准。他认为，在中枢神经系统内与痛觉相关的神经元必须满足以下4 项标准：① 一定的刺激可以诱发可感知的痛觉；② 对伤害性刺激产生独特的反应；③ 受试神经细胞的反应程度与痛觉的程度有相关性；④ 参与组成与痛觉相关的神经环路的神经细胞。Price 和D 止ner 对可能与痛觉有关的脊髓传人神经纤维、脊髓内细胞、三叉神经细胞、网状结构细胞以及丘脑和大脑皮质细胞进行了综合性的分析和研究，他们将研究的结果归纳为表6 一l 。
在随后的几个章节中，将分别叙述：① 痛觉感受器；② 与痛觉感受器（伤害性感受器）相连的脊髓传人神经纤维与脊髓内神经结构的关系以及脊髓后角细胞的作用；③ 脊翻内上行神经元及其构成的上行的神经传导束；④ 丘脑和大脑皮质在痛觉产生中的作用；⑤ 未来研究的方向。六、小结
1 ．伤害性刺激作用于末梢神经引起神经兴奋电活动沿着脊翻传人神经纤维中的细纤维（筋和C 纤维）传人脊髓，进而引起痛觉。这种痛觉可以用电流刺激末梢神经而诱发，也可以通过麻醉阻滞末梢神经的方法来预防。
2 ．痛觉是由于痛觉感受器受刺激而诱发的，其他感受器受到刺激产生相应的感觉并非痛觉。痛觉是特殊的痛觉感受器受到刺激而诱发的。“过度的刺激作用于任何感受器均可以诱发痛觉”的假说是没有根据的。
3 ．先天性痛觉缺如的起因可能与痛觉相关的脊翻传人神经纤维的缺乏有关。
4 ．人体内痛觉的传导依赖于机体受刺激侧对侧脊健前外侧114 象限内上行神经纤维构成的传导束的功能完整性。
5 ．参与痛觉产生的高级神经中枢为丘脑和大脑皮质；这些部位的损伤可以引起痛觉减弱。大脑内参与情感相关性痛觉和感觉分辨性痛觉的神经中枢不同，因此，临床上见到的大脑损伤的患者一般只表现为上述两种痛觉之一受到影响。
6 ．人类是痛觉机制研究最合适的对象。由于诸多原因，目前大多数的研究工作以及实验资料来源于动物实验。动物实验中应该注意最适合的实验模型是使处于实验中的动物经历最小程度的疼痛。否则，实验结果和结论将偏离事实。
7 ．在动物体内确认与痛觉相关的神经通路的难度远远大于在人体内。因为，动物实验中只能
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表6 一1 Price 与I 元bntr 研究结果
神经元类型研究提示1 2 34 机械敏感高闭值朋＋十＋十初级传人低敏感／中等压力肪＋+ + + 高闭值C + + + + 低闭值喇舫＋低闭值C
温度敏感冷舫＋+ 初级传入热Aslc + + 高阑值AslC , 机械温度伤害性热筋＋+ + ＋十＋+ + 敏感多元伤害刺激C + + + + + + + + 初级传人机械冷伤害性A 创C + + + ＋十＋+ + 脊髓和脑干背角和三叉尾部WDR + ＋十＋+ + + + 背角和三叉尾部NS ＋十＋十＋+ 巨细胞核NS 和wDR + + + + 其他和WDR 十丘脑核腹后侧WDR + + 腹后侧NS + + 后部组Ns 和场。R + + 中央组确刃R + + 中央组NS 十＋大脑皮质wUR + + NS + +
注解：1 ：选择性刺激诱发痛觉；2 ：对伤害性刺激的最大反应；3 ：选择性操作减轻神经系统反应和痛觉；4 ：正确
解剖联系。WDR ：广域反应；NS ：选择性伤害性；＋十：强烈提示；+ ：一般提示。
显示伤害性刺激引起的反应。尽管如此，动物实验所得的结果和结论将对人类了解痛觉的普遍规律和原理具有重要的价值。
8 ．以下几条提示对确认痛觉相关神经元具有重要的参考价值：① 刺激可诱发痛觉或者相关反应；② 神经细胞对伤害性刺激表现出独特的反应性；③ 随刺激强度的减弱，痛觉也随之减弱；④ 神经细胞属于一定神经通路中的结构成分。
第二节周围痛觉感觉系统
一、历史回顾
在上一世纪和本世纪相交之际，一批研究人员包括Blix 、。”司d 犯n 和vonF 卿分别发现，人体表面皮肤存在着散在分布的点状区域，刺激这些区域分别可以诱发触觉、冷觉、热觉和痛觉。研究人员们认为这些点状结构是人体的感觉器官― 感受器。不同的感受器受到刺激产生不同的知觉。不幸的是～Frey 提出几个不正确的结论，他曾经认为冷觉、热觉分别是由于Kmllse 小球和
第六章疼痛相关形态学及生理学· 105 RUffini 末梢受到刺激而产生的。这些感受器后来被证明是触觉感受器。但是，vonF 比y 发现了，毛囊和Mei ～小囊具有感知痛觉的功能，神经末梢也具有感知痛觉的功能。
另外一种假说认为，不同的感知功能有赖于传人神经传导冲动的类型，而不是取决于特定的感受器受到刺激。这种假说的倡导者Nafe 在应用单神经纤维冲动描记技术实验结果以后提出上述假说。有趣的是，这种技术被用于感受器特异性的研究，并且在该技术的基础上发展起来的为电生理技术广泛应用于痛觉研究，进而证实了感受器的特异性即特定的感受器与特定的感觉功能的对应关系。因此，确立了Blix 和von 八y 的学术地位。
二、伤害性刺激感受器
1 以巧年，sh 而卿咖n 提出了痛觉感受器和伤害性刺激感受器的定义，即痛觉感受器或伤害性感受器（N ’犯记eptor ）为可以感受伤害性刺激的感受器；伤害性刺激为可以威胁机体或给机体造成损伤的刺激。但是，研究人员希望有更详细的指标作为判断所记录到的反应真正地来源于痛觉感受器。1973 年，Bu 皂ess 和几d 在she 州ngton 定义的基础上，提出了确定痛觉感受器的主要标准。他认为，痛觉感受器应该是“能够向中枢神经系统传递有效、确切、可分辨的伤害性和非伤害性刺激信号的神经结构单元”。一部分伤害性刺激感受器可能仅对伤害性刺激有反应性，而另一部分伤害性刺激感受器对于有可能威胁机体的刺激也表现出反应性，只是在所发生的神经冲动的频率方面有所不同，伤害性刺激所诱发的冲动频率较高。对于皮肤痛觉感受器来说，机械刺激引起痛觉感受器兴奋所需的强度远高于激活机械刺激感受器的强度。当刘激的强度超过一定限度达到可引起机体组织损伤的程度时，痛觉感受器随刺激强度的增加所产生的神经冲动明显加强，而机械刺激感受器则不同。在上述情况下，一般不表现出发放冲动加强，甚至随刺激的增强表现出所发放神经冲动的减弱。
另外一项标准是，在伤害性刺激的作用下或在疾病发展过程中引起机体敏感性增加，这时痛觉感受器可以表现出同时被敏感化。可以体现为感受器兴奋闭值降低或在一定阑上刺激的作用下反应增强。
三、皮肤的痛觉感受器
（一）分类
目前认为，机体存在2 种主要皮肤痛觉感受器：A8 机械痛觉感受器和C 多元痛觉感受器。1 ．赫机械痛觉感受器该种痛觉感受器的得名来源于：① 该种痛觉感受器的神经纤维的传导速度与肪神经纤维的传导速度相同（传导速度为5 一50 耐s ，平均传导速度为15 一25 而s ) ；② 该种痛觉感受器对机械性伤害刺激有特异敏感性，而对温度刺激或化学性刺激不敏感。这种感受器发现于猫、大白鼠、家兔、猴和人类的皮肤。其组织结构如图1 所示。这种机械痛觉感受器的感受野是由一组（3 ? 20 个）直径小于Ilnln 的点状结构组成的。其分布的范围一般为1 一8 翻2 。激活机械痛觉感受器感受野内的敏感点所需的机械刺激的强度要比激活机械性刺激感受器所需要的刺激强度高5 一1 仪幻倍。这种痛觉感受器在没有刺激的情况下，一般没有神经冲动的产生和发放。这种痛觉感受器在非伤害性刺激的作用下可以发放一定频率的冲动，但是当刺激的强度增加至可以导致机体组织损伤的程度时这种痛觉感受器发放冲动明显增加。B 山匆哪和几d 认为，赫机械痛觉感受器具有感觉速率和位置的功能。它以一种初始冲动表达刺激的变化，以比较恒定频率的冲动表达持续的刺激。在肪痛觉感受器的感受野内的点状结构，表现出可疲劳性，即当某一点状结构反复受到阑值以上的刺激时由该点诱发的冲动发放会减弱直至停止释放冲动。中断刺激2 一smin
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后，其反应性又可恢复。在感受野某一点出现疲劳现象时，刺激另外的点状结构仍然可以诱发冲动发放。A 占机械痛觉感受器的特性是它的可致敏性，表现为一定强度的刺激初始未能引起感受器兴奋，反复刺激若干次以后，可以引起感受器兴奋。其生理学意义有待进一步探讨。某些Aa 机械痛觉感受器可以被伤害性热刺激所兴奋，但是所需的刺激强度高于引起C 多元痛觉感受器兴奋所需强度。
2 . C 多元痛觉感受器这种痛觉感受器取名于两个方面：① 感受器的传人纤维为无髓鞘的神经纤维（C 纤维）；② 这种痛觉感受器对伤害性机械刺激、热刺激和化学刺激均比较敏感。由于感受器的传人纤维为无髓鞘的神经纤维，神经冲动沿传人神经纤维的传导速度低于2 . 5 而s 。这种感受器发现于猫、大白鼠、猴和人类的皮肤。这种感受器的感受野是由1 一2 个直径为1 一2 ～的点状结构组成或者是由面积为smi 矿以内的敏感性均匀的区域所构成。这种感受器对伤害性机械刺激的反应阂值与对舫机械性痛觉感受器相似。一部分感受器可以被非伤害性刺激激活，而另一部分感受器只能对引起组织损伤的机械性刺激做出反应。这种感受器很少对非伤害性刺激发生反应。有时非伤害性刺激可以激活C 多元痛觉感受器，但是当刺激的强度增加至可以引起皮肤损伤时，这种感受器的反应明显加强。反复的机械刺激可以导致C 多元痛觉感受器的疲劳。C 多元痛觉感受器的反应呈梯度式，即感受器所发放的冲动与刺激的强度呈正相关。当所施加的刺激恒定时，感受器所发放冲动的频率也恒定于一定水平。在中断刺激的一段时间内感受器仍然持续发放冲动；反复的机械刺激往往引起感受器发放低频率的冲动。
C 多元痛觉感受器对伤害性热刺激也表现出梯度式的反应。对于不同感受器的感受阑值一般在40 一56 ℃ 。感受器受到伤害性热刺激时所发放冲动频率呈直线性或者以正性加速性曲线型增加。反复的热刺激可以使感受器疲劳。过度的热刺激可以使感受器失活。
C 多元痛觉感受器除了对伤害性热刺激和伤害性机械刺激能有效地反应以外，这种感受器对伤害性的化学刺激也表现出敏感的反应性。皮肤局部使用缓激肤、组胺、乙酸胆碱、酸类和钾可以激活C 多元痛觉感受器。
冷刺激尽管达到能够引起组织损伤的程度，也很少引起C 多元痛觉感受器反应。除非预先用热刺激致敏C 多元痛觉感受器，冷刺激才表现出其有效性。C 多元痛觉感受器对冷刺激的敏感性低于冷刺激感受器。
像Aa 机械刺激感受器一样，C 多元痛觉感受器也可以被致敏，即用一定的热刺激作用于C 多元痛觉感受器，感受器最初表现为不敏感或者不反应，当同样强度的刺激反复作用于感受器后，感受器发放冲动明显增加，表现出兴奋。C 多元痛觉感受器的可致敏性不受局部血供的影响。3 ．皮肤的其他感受器除了舫机械痛觉感受器和C 多元痛觉感受器以外，还存在着数种皮肤痛觉感受器。比如，一部分朋机械痛觉感受器对热刺激敏感。Fi 吨e 耐和场m 于1977 年报道，他们观察到，许多劫机械痛觉感受器对热刺激起初没有反应，但是经过致敏以后这些感受器对伤害性热刺激表现出敏感的反应性。尽管文献中所报道的肪机械痛觉感受器对热刺激反应都是在皮肤经过致敏实验后观察到的结果，但是，有一部分A 占机械痛觉感受器在未致敏的皮肤区对热刺激仍然有反应。
另一方面，有一部分与无髓传人纤维相连接的痛觉感受器对伤害性机械刺激表现出敏感的反应性，而对伤害性热刺激和刺激性化学物质不敏感。由此看来，除了C 多元痛觉感受器以外，还存在着C 机械痛觉感受器。由于一部分C 机械痛觉感受器位于皮下组织，不易被热刺激或者化学刺激所激活。当皮肤破损时，化学刺激可以有效地激活该种感受器。说明这种感受器是一种潜在的多元痛觉感受器。
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有一部分感受器表现出对强烈冷刺激的特异反应性。这种高阑值冷刺激感受器可能与C 纤维或者与肪纤维相连接。这种感受器对机械性刺激不敏感。这种高闽值冷刺激感受器的感受野是一个l 一145m 时的区域。这种高阑值冷刺激感受器与低闭值冷刺激感受器的性质差异表现在以下几个方面：① 能够完全激活低闭值冷刺激感受器的温度作用于这种高阂值冷刺激感受器不引起冲动发放增加，皮肤痛觉感受器在痛觉增加甚至不引起背景性冲动发放增加；② 低闭值冷刺激感受器在较大温差跨度的冷刺激作用下表现出突发的强烈的冲动发放，而高阂值冷刺激感受器一般不表现以上特性。同时，高团值冷刺激感受器也不对热刺激表现出“逆反性”的反应性。（二）皮肤痛觉感受器在痛觉产生中的作用
粗略地分类，皮肤的痛觉可以分为2 类，即锐痛和灼痛。冷刺激也可以诱发痛觉，由冷刺激诱发的痛觉往往表现为持续性的痛觉。因此，也可以将持续痛觉划归入第三痛觉。皮肤痛觉感受器受到刺激所诱发的痛觉的部位、强度和持续的时间一般具有较明确的可分辨性。由此看来，皮肤痛觉感受器必须具备提供痛觉性质空间、时间分布和强度的能力。锐痛可以由机械性刺激（如用针尖刺激皮肤）、由伤害性热刺激（如用烧红的金属丝点触皮肤）、由电刺激诱发。烧灼性疼痛也可以由机械性刺激、热刺激和电刺激诱发，当这些刺激持续足够长的时间即可以诱发烧灼性痛觉。对于正常的皮肤组织来说，锐痛是由Aa 感受器感知的，灼痛是由C 多元感受器感知的。上述论点绝大多数来源于人类实验观察资料。另外一部分很重要的支持该论点的实验资料则来源于动物实验。总而言之，不同的感受器对不同性质的刺激表现出不同的敏感性。有时也不容易辨别究竟哪一类感受器是某种刺激的特异感知器官。
1 ．第一痛觉和第二痛觉当机体体表面一定区域受到刺激时，人体能够感到两次疼痛，依时间排列称为第一痛觉和第二痛觉。并不是所有的人类个体都能明确地辨别两次疼痛觉。另一方面，刺激的条件也起一定的作用。比如，使用热刺激作用于长毛发皮肤区要比作用于无毛发皮肤区更容易诱发这种双重痛觉，因为无毛发皮肤区诱发双重痛觉反应的热刺激阂值为51 ℃ ，而毛发皮区的阑值更低些。尽管少数学者持不同见解，大多数学者认为，第一痛觉具有锐痛的性质，第二痛觉具有灼痛的性质。当刺激作用于四肢、躯体下部的前方时，双重痛觉比较容易辨别；而当刺激作用于躯体的其他部位或者头部、肩部时，这种双重痛觉就不容易辨别。实验研究观察到，第一痛觉的传导速度比第二痛觉的传导速度快2O 倍，用压力止血带可以阻滞第一痛觉的传导而第二痛觉不受影响。这些实验结果表明，这两次痛觉由不同的神经纤维传导：第一痛觉（锐痛）是由赫痛觉感受器产生，第二痛觉由C 纤维传导。电刺激人体皮肤的一定区域可以诱发双重痛觉。双重痛觉也可以通过改变刺激的强度或者通过阻滞粗大的传人神经纤维来诱发。进而，双重痛觉也可以通过将微电极放置于劝纤维或者C 纤维分别诱发锐痛和灼痛。同时将诱发相应感受器所在皮肤区的牵涉痛。
2 ．人类痛觉与人类痛觉感受器活动性的相关性～跳y 疼痛感受点的形态结构，很容易使人们与其功能产生联想。刺激疼痛感受点诱发痛觉的刺激闭值仅为。．59 的重量（vonF ’胃实验）；赫机械痛觉感受器和c 多元痛觉感受器的痛觉闭值（0 . 7 一13 . 29 ）覆盖了von Frey 疼痛感受点的痛觉闭值范围。以上2 种感受器的点状感受野内一般都含有大量的疼痛感受点（4O 个／c 时）和痛觉传人神经纤维。一些研究人员对于单个C 多元痛觉感受器所发放的冲动与痛觉的发生进行了研究。他们发现，偶发的冲动一般不引起任何感觉，当冲动的频率达到一定值时可以诱发痛觉。肠此坷ork 等发现伤害性热刺激与C 多元痛觉感受器冲动发放量以及疼痛程度之间的定量关系。3 ，人类痛觉与动物痛觉感受器活动性的相关性应用分级定量热刺激实验所获得的结果显示，人类心理学实验的感觉一反应结果与从动物C 多元痛觉感受器记录到的刺激一反应曲线具有
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高度平行关系。与之相反，不论是从朋痛觉感受器还是特异温度觉感受器观察到的资料与人体实验结果均无相关性，伤害性化学刺激可以诱发痛觉或者疹痒。朋痛觉感受器对伤害性化学刺激无反应，而伤害性化学刺激可以激活C 多元痛觉感受器。目前发现存在2 种C 多元痛觉感受器均可被伤害性机械刺激和伤害性温度刺激所激活，微电生理实验结果显示其中一种C 多元痛觉感受器仅对致痒刺激发生反应，产生痰痒感觉，另外一种C 多元痛觉感受器为痛觉感受器。冷刺激可以诱发钝性疼痛觉。阻滞A 纤维可以消除冷刺激诱发的钝性疼痛觉或者将冷刺激诱发的钝性疼痛觉转化成烧灼性疼痛觉。实验观察结果不支持冷刺激诱发的钝性疼痛觉是由于C 多元痛觉感受器受到刺激的结果，提示这种冷刺激诱发的钝性疼痛觉是由皮下感受器受刺激而产生的。快速冷冻刺激可诱发锐痛，这种锐痛是由于肪痛觉感受器受到刺激而引起的，其刺激阂值一般为9 . 7 ℃ 。
4 ，痛觉过敏皮肤的损伤往往伴随痛觉过敏，表现为自发痛和痛觉闭值降低。痛觉过敏可以分为初发和继发2 种。前者发生于损伤区域，后者发生于包括损伤部位周围一定范围。研究结果显示，至少引起痛觉过敏的部分原因是由于痛觉感受器的致敏。Meyer 和camphell 报道了他们用53 ℃ 、30 。的热刺激诱发人类皮肤痛觉过敏和致敏动物（猴）的朋痛觉感受器（而不是C 多元痛觉感受器）的实验结果。该实验是用热刺激作用于无毛发皮区，在使用305 热刺激之前，受试者感觉到的疼痛的程度与动物实验中用同样强度刺激诱发的C 多元痛觉感受器的反应是一致的。同时显示，这种情况下劫机械性痛觉感受器不发生反应。当使用了30 秒热刺激以后，受试者（人）的痛觉阂值明显降低，表现为用致敏前同样的刺激诱发的痛觉的程度明显增强。用同样的实验方法在动物实验中观察到C 多元痛觉感受器的反应性在致敏后明显减弱；与此相反，在致敏性热刺激作用后，朋机械性痛觉感受器的反应性明显增强（与人体实验结果一致）。提示痛觉过敏是由于肪机械性痛觉感受器的致敏引起的。
1982 年认Motte 等报道了在使用50 ℃ 1005 的热刺激（不同于Meyer 等的实验条件）作用于受试者的皮肤，观察到人类受试者首先出现痛觉迟钝，随后又出现痛觉过敏。在动物实验中研究人员们观察到，肪和C 多元痛觉感受器随损伤性热刺激作用后的不同时间出现不同反应。尽管动物实验中观察到了舫痛觉感受器出现致敏现象，但是与人类受试者实验资料不吻合。用压力阻滞方法阻断人类受试者实验皮区的周围神经，并未改变热刺激后的双相反应，即最初出现痛觉迟钝，随后出现痛觉过敏。比较两组实验人员所用实验方案发现，他们所用的热刺激的强度不同，观察到不同的结果。由此得出目前比较公认的结论是：C 多元痛觉感受器和朋痛觉感受器均与机体痛觉过敏有关，C 多元痛觉感受器与轻微损伤后痛觉过敏有关，筋痛觉感受器则主要在较严重损伤后的痛觉过敏的产生中发挥作用。
5 ．痛觉感受器活化与致敏的化学基础目前认为，在痛觉的传导中化学物质至少发挥三方面的作用：① 激活痛觉（伤害性刺激感受）传人神经纤维产生痛觉；② 协助物理或者化学性刺激致敏痛觉感觉末梢诱发痛觉；③ 引起血浆内物质渗出增加，使血浆内有关活性物质到达并刺激痛觉感觉末梢。
学术界认为，痛觉感受器的反应有赖于受损伤组织释放某些化学物质。支持这一论点的实验显示，动脉血管内注射某些化学物质，如乙酞胆碱、组胺、5 一经色胺和缓激肤可以激活痛觉感受器。但是这些化学物质不仅仅激活痛觉感受器，它们可以使机械刺激感受器活化。因此，学者们提出了痛觉感受器的活动是以某种（些）特异性的化学物质为递质的，而且认为，痛觉的产生主要依赖于受刺激局部释放有关特异性化学递质。另外一种重要的可以活化痛觉感受器特别是C 多元痛觉感受器的致痛化学物质是辣椒素（Capsaicin ）。不论是皮下注射或是局部使用小剂量的辣椒素均可以
第六章疼痛相关形态学及生理学· 109 诱发烧灼痛和痛觉过敏。目前认为，辣椒素有较强的感受器特异性。它能够激活温暖感受器和C 多元痛觉感受器，但是对冷刺激感受器和机械刺激感受器以及朋痛觉感受器没有作用。辣椒素具有双重作用，即诱发疼痛和镇痛作用。辣椒素作用于C 多元痛觉感受器的传人神经纤维可以阻断该纤维的传导作用达数小时之久；辣椒素作用于皮肤感觉神经末梢可以引起感觉神经末梢对机械刺激丧失反应；对热刺激的反应闹值明显升高。辣椒素作用于周围神经引起脊髓传人神经末梢内P 物质、缩胆囊素和抗氟酸性磷酸酶的耗竭。不论是新生大鼠还是成年大鼠全身使用辣椒素后都引起脊髓、皮肤和其他周围组织神经末梢内P 物质的耗竭。同时，胃动素、缩胆囊素、肠道血管活性多肤和抗氟酸性磷酸酶都被耗竭。行为实验结果显示，辣椒素可以引起机体对致痛化学物质的反应性降低，在一定条件下也降低机体对热刺激的反应性。辣椒素对内脏疼痛有确切的镇痛作用。辣椒素的镇痛作用与P 物质的耗竭有关。
相关的形态学研究发现，辣椒素作用于新生动物选择性地引起脊髓背根无髓鞘神经纤维和部分细的有髓神经纤维丧失。辣椒素可以引起动物与痛觉有关C 神经纤维的变性而对自主神经中的C 神经纤维没有影响。
受损伤组织所释放的化学物质的另外的作用是致敏痛觉感受器。有关实验表明，动脉内注射缓激肚不引起痛觉感受器的活化，但是可以增加痛觉感受器对伤害性热刺激的反应性。除了缓激肤以外，P 物质和前列腺素也显示同样的特性。另外，P 物质能增加毛细血管壁的通透性，导致血浆内物质渗出，血浆内的活性物质作用于痛觉感受器使其致敏。随着辣椒素引起P 物质的耗竭，P 物质对血管的通透性的影响消失，进而对痛觉感受器的致敏作用消失，引起痛觉感受器对致痛刺激的反应性降低而产生镇痛作用。上述作用可以被以下物质拮抗：缓激肤灭活剂（倒叔叮邵两山哪B ) ，前列腺素合成抑制剂（i 记omethaCin ) ，组胺拮抗剂（m 印界别．ne ) , 5 一经色胺拮抗剂（洲油尽哈de ）。这些物质均可以减弱C 多元痛觉感受器的反应性，尤其是上述化合物联合使用时作用更明显。这些事实表明，痛觉的传导受多因素的调节。
6 ．痛觉过敏的解剖分布如前所述，当皮肤受损伤时，皮肤的相关区域可能出现痛觉过敏。在伤口周围皮肤出现的痛觉过敏称为继发性痛觉过敏。关于继发性痛觉过敏的发生机制，玫丽5 ( 1942 ）曾经提出伤害保护神经系统的存在及其在继发痛觉过敏发生中的作用，但是至今未得到学术界的认可。随后的研究发现，皮肤发生损伤时，受损伤区域内的C 多元痛觉感受器被致敏，而且发现位于伤口邻近区域皮肤的C 多元痛觉感受器也被致敏。实验人员用丫组实验对继发痛觉过敏的发生机制进行了研究。他们用剪刀在动物的皮肤上做了一个小切口，在距离切口5 ? 10 ～处观察C 多元痛觉感受器对热刺激的反应。研究人员在切口与观察区之间注射局部麻醉剂，企图在重复实验中阻止继发痛觉过敏的发生，但是结果证明，在观察区内仍然发生了痛觉过敏。因此，学者们认为，继发痛觉过敏的发生可能与逆行性神经活动一神经反射与受损部位神经末梢释放的化学物质扩散至邻近区域所引起的邻近区域痛觉感受器过敏均有关。另外，学者们还认为，继发痛觉过敏可能与中枢神经系统作用有关。
四、肌肉的痛觉感受器
除了众所周知的机械运动感受器以外，肌肉组织还拥有其他类型的感受器，包括痛觉感受器。重要的痛觉感受器有第三组（细的有髓纤维）和第四组（无髓纤维）传人神经纤维。肌肉的痛觉感受器主要以神经末梢的形式分布于肌肉组织的结缔组织、血管壁和肌健。
（一）第三组传入神经纤维（肌肉痛觉感受器）
第三组传人神经纤维也称为第三组肌肉感受器，对牵拉刺激不敏感，而对压迫刺激表现出活跃
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的反应性。缺氧和二氧化碳对这种感受器没有明显的作用，因此，Paintal 为代表的学者称之为肌肉内的压痛感受器。进一步的研究表明，肌肉压力感受器可以分为几种：一种感受器主要感受肌肉与肌健连接处的压力变化；另一种感受器主要对肌腹的压力变化敏感。这些感受器有宽阔的感受野，并不受肌肉收缩的影响。还有一些感受器主要对肌肉间和肌肉组织表面的刺激敏感。最后，还有一部分感受器可以被牵拉刺激激活（第三组肌肉感受器中对牵拉刺激敏感的感受器属于功能感受器，而不属于痛觉感受器）。目前认为，第三组肌肉感受器中有一部分参与了痛觉的感受。动脉内注射致痛化学物质可以使70 ％以上的第三组肌肉感受器活化，这些化学物质主要包括缓激肤、5 - 经色胺和钾离子。
（二）第四组传入神经纤维（肌肉痛觉感受器）
该种感受器主要对冷、热刺激比较敏感，对缺血刺激也有微弱的被活化作用，动脉内注射致痛化学物质可以激活动脉所供区域的肌肉组织的第四组传人神经纤维（第四组肌肉感受器）。这些化学物质主要包括：缓激肚、5 一经色胺、组胺和钾离子。重复注射同样剂量的缓激肤产生重复的效果。而重复注射5 一经色胺引起对5 一经色胺的快速耐受但是仍然保留对缓激肤的反应性，表明这两种化学物质作用于感受器膜的不同部位。前列腺素（PGEZ ）和5 一经色胺具有增强感受器对动脉内注射缓激肤反应性的作用。
第四组肌肉感受器对机械刺激表现出不同的反应性。一部分感受器对轻微的的机械刺激敏感，而另一部分主要对强烈刺激甚至伤害性机械刺激敏感；还有一部分感受器对任何机械刺激不敏感。一部分感受器对热刺激而另一种感受器对冷刺激敏感；还有一部分感受器对任何温度刺激没有反应。第四组肌肉感受器的一些特性与皮肤的C 多元痛觉感受器的特性相近似，比如，所有对伤害性热刺激敏感的感觉纤维对机械性刺激和化学刺激也敏感。
根据第四组肌肉感受器对致痛性化学刺激和肌肉正常活动反应性的不同，可将第四组肌肉感受器分为3 类：① 仅对致痛性化学刺激敏感而对肌肉活动无反应，此类感觉纤维属于痛觉感受器或者伤害性刺激感受器。② 仅被肌肉的收缩激活而对致痛性化学刺激不敏感。此类感觉纤维属于肌肉的机能感受器，其功能在于调节呼吸和循环状态与肌肉的活动程度相适应。③ 对致痛性化学物质和肌肉的活动均有反应。
（三）肌肉痛觉感受器在痛觉产生中的作用
伤害性刺激作用于肌肉、筋膜和肌腔可以诱发疼痛觉。著名学者玩初s ( 1942 ）是这样描述肌肉痛的：这是一种难以定位又比较弥散的持续性的，总之是难以形容的痛觉，但是这种疼痛是可以明确地与皮肤疼痛相辨别的。目前将肌肉痛划归于钝痛。伤害性刺激作用于肌肉、筋膜和肌健可以诱发这种钝痛；肌肉注射高渗钠盐或等渗的钾盐溶液，或是挤压肌肉、在肌肉缺血的状态下运动都是有效的致痛因素。由此可见，肌肉疼痛是第四组肌肉感受器被激活的结果。这一结论主要基于以下原因：① 这些感受器往往具有较高的机械刺激阑值；② 这些感受器可以被致痛性化学物质包括高渗钠盐和钾盐溶液所激活；③ 这些感受器常常在缺血状态下活化。另外，第三组肌肉感受器在肌肉疼痛感受中的作用不能忽视，尤其是那些高阑值感觉纤维的作用值得注意。尽管到目前为止，人们对皮肤痛觉感受器和肌肉痛觉感受器进行了长期的研究，但是深部组织疼痛和肌肉疼痛仍然是目前临床上患者就医的最常见原因之一，如头痛和腰腿痛都属于上述范畴。因此，进一步深人该方面的研究不但具有重要的学术价值，而且具有重要的临床意义。
五、关节的痛觉感受器
目前关于关节痛觉感受器的研究主要集中在对膝关节机械刺激感受器功能的探讨，并且主要
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是关于关节感受器在本体感觉功能上与肌肉本体感受器功能的比较性研究较多。从有关神经的解剖形态学角度来说，关节的传人神经纤维绝大多数是由细的有髓的神经纤维（第三组感受器）和无髓神经纤维（第四组感受器）组成。分布到关节的较大的神经末梢是以Rul 五ni 和R 骊‘末梢的形式，个别的以伽脚体的形式存在（肌腆）。细的传入神经与自由神经末梢相连接。据推测关节的痛觉感受器是以自主神经末梢的形式分布于关节。
（一）分类
应用分级强度机械刺激的研究方法可以将关节的细纤维（传人神经纤维）分成以下几类：① 可以被非伤害性关节运动所激活；② 对非伤害性关节运动表现微弱的反应而对伤害性关节运动表现出强烈的反应；③ 对非伤害性关节运动无反应而对伤害性关节运动表现出强烈的反应；④ 对任何关节运动无反应。以上结果表明，那些主要对非伤害性关节运动发生反应的传人神经纤维主要参与深部压迫觉的感觉过程，而那些主要对伤害性关节运动敏感的传人神经纤维主要参与关节痛觉的感受。
在化学性关节炎的实验动物模型上观察到：细传人神经纤维的电生理活动发生以下变化：① 背景性的冲动发放更常见，冲动的频率比正常状态下更高，甚至形成高频冲动群；② 可以被非伤害性关节运动刺激激活的传人神经纤维数量明显增加；正常状态下罕见的低阂值传人神经纤维可见于关节处。与之相反，第二组传人神经纤维的电生理活动与正常相比没有显著区别。
（二）关节痛觉感受器的作用
关节痛和肌肉、肌键痛均属于一种深部感觉。正常状态下，关节活动超出一定范围就会诱发关节痛。当关节发生炎症时，尽管是轻微的活动即可能诱发关节痛。分布于关节的粗大神经纤维构成的感受器的作用之一就是感受关节活动达到最大范围时关节内的压力，并向中枢神经系统发放有关的信息冲动。作为构成关节痛觉感受器主要神经纤维的第三组和第四组神经纤维，当关节发生炎症时，这些感受器都具有增加向中枢神经系统释放有关信息冲动的作用。
六、内脏的痛觉感受器与牵涉痛
与皮肤和肌肉、关节痛觉感受器相比较，目前对内脏痛觉感受器了解很局限，而该方面的内容具有重要的临床意义。对发生于内脏的许多疾病的诊治都具有重要的价值。内脏痛最主要的特征是，不容易被精确定位，更不容易确定到某一脏器；内脏发生疼痛时，往往在体表的一定部位产生牵涉痛。这种牵涉痛可以在体表明确定位，有时体表的牵涉痛可以表现为体表某一区域痛觉过敏。牵涉痛的另外一个特点是它可以诱发自主神经和本体感觉反射活动。
关于牵涉痛的发生机制目前认为主要有以下几方面。Hd 记和Mack “画e 提出，牵涉痛的产生是由于分布于体表的感觉神经纤维与分布于内脏的感觉神经纤维聚集于脊健内的同一神经结构。并且，内脏痛的冲动激活脊髓内的神经结构并在此形成兴奋灶，进一步致敏体表一定区域的痛觉感受器。R 疵h 认为，内脏痛觉冲动传人脊髓，激活脊储上行投射束细胞，如脊健丘脑束细胞，而脊髓丘脑束细胞不仅接受来自内脏神经发放的冲动，而且也接受来自体表的神经冲动。即来自内脏和体表的神经纤维聚集于脊位上行投射束细胞。内脏感觉冲动到达并兴奋脊翻上行投射束细胞继而向大脑传递有关信息，而在大脑水平，大脑无法辨别脊髓上行纤维所携带信息的来源，机体根据以往的经验，大多数的刺激来源于体表，因此在大脑皮质产生了来自体表某一区域刺激的“错觉”, 即产生了所谓的牵涉痛。这就是Ruch 的关于牵涉痛的“聚集投射学说”。有关支持Ruch “聚集投射学说”的论据将在“脊翻上行传导系统”中详细叙述。
另外一位学者sinclair 提出关于牵涉痛产生的另一种学说。该学说认为，传人神经纤维可以分
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支分布于内脏和体表的某些结构。来自内脏痛觉感受器的神经冲动一方面传入脊髓，另一方面通过神经纤维的分支逆行激活所分布体表皮肤区的神经纤维，使这部分神经纤维的末梢释放某些化学物质，进一步引起相关区域内痛觉感受器的激活产生痛觉阑值下降、痛觉过敏等现象。起源于内脏痛觉感受器的神经冲动也可以经传人神经纤维传人中枢神经系统并在那里产生“错觉”，因为日常生活经验中，更多的刺激来源于体表相关区域。
目前已有许多论据支持Sinclair 提出的学说，如U 沙t 和Ped 发现某些机械痛觉感受器平行地分布于某皮肤区和肌肉组织。Bahr 报道了从交感链和皮肤末梢神经可以激活同一脊髓神经节细胞的观察结果，提示机体内存在来自内脏和体表的感觉神经纤维发出自同一脊髓背根神经节细胞。Relau 用荧光染色法观察到，来自两处不同部位的周围神经纤维聚集于同一脊髓背根神经节细胞。肠ndford 和Co 段犷shall 观察到脊髓神经纤维的分支现象。综上所述，脊髓传人神经细胞接受来自机体广泛区域的感觉信息。
七、心血管系统的痛觉感受器与心纹痛
心血管系统的感受器主要是压力感受器、机械刺激感受器和化学感受器。另外心脏存在痛觉感受器。赫和C 神经纤维都有可能参与心脏痛觉感受器的构成。心绞痛时由缺氧刺激诱发心脏痛觉感受器发放冲动，产生痛觉；心肌缺血引起心肌释放前列腺素增加，进而致敏心肌的痛觉感受器；除前列腺素以外，心脏致痛物质还有缓激肤、钾离子、氢离子。缓激肤还引起心血管系统机械刺激感受器、化学感受器的兴奋。发生心绞痛时的痛觉神经冲动是通过心脏交感神经传人中枢神经系统的。阻滞某些心脏交感神经纤维可以消除心绞痛。
八、呼吸系统的痛觉感受器
呼吸系统的感受器分布于呼吸道和肺。肺膨胀程度的感知与胸壁的运动活动的感知有密切关系。屏气和某些肺组织疾病可以产生类似疼痛的感觉。有关的神经冲动沿迷走神经传导。呼吸系统的感受器主要包括刺激性气体感受器和J 感受器。
（一）分类
1 ．肺的刺激性气体感受器劫神经纤维分布于呼吸性支气管以上的呼吸道上皮组织，构成刺激性气体感受器和咳嗽感受器。前者分布于肺，后者分布于喉和气管。这些感受器可以被刺激性气体激活，同时对机械刺激也比较敏感。
2 . J 类感受器该类感受器得名于它们分布的位置靠近肺泡毛细血管（juxta ］四In 那呵caPill 脚recept 毗）。Pain 回首先报道了这类感受器的功能。这类感受器在肺的呼气相发放冲动增加。肺的过度膨胀、肺充血、肺水肿和肺栓塞以及刺激性气体均可以激活该类感受器。J 类感受器的神经冲动由无髓神经纤维传导。
（二）呼吸系统痛觉感受器在痛觉产生中的作用
过度的机械刺激和化学刺激导致的呼吸系统组织损伤所诱发的呼吸困难和疼痛的神经冲动是由刺激气体感受器和J 类感受器感知通过赫神经纤维和C 神经纤维传导经迷走神经传人中枢神经系统。
九、消化道的痛觉感受器
消化道分布的神经纤维的功能，主要是参与反射功能，同时也在机体感知功能中发挥一定作用。正常状态下，机体对内脏活动的感知是微弱的。只有在某些功能紊乱的情况下，内脏感觉功能
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活跃诱发恶心，甚至引起腹痛。
1 ．分类分布于消化道的感受器主要可分为机械刺激感受器（可分为慢适应和快适应机械刺激感受器）和化学感受器。痛觉常出现于下列情况：① 消化道的粘膜或者浆膜受到刺激；② 扭转或牵拉肠管；③ 内脏扩张；④ 强烈的内脏收缩；⑤ 内脏嵌顿。
2 ．消化道的痛觉感受器在痛觉产生中的作用临床观察发现，胃粘膜的色泽、湿润程度和血管充盈度随机体的不同状态而发生变化。当机体处于激动或愤怒状态下，胃粘膜红润、充血；当机体处于恐惧或者抑郁时，胃粘膜苍白而干腻。胃的痛觉阑值随胃粘膜的不同状态而发生变化。当胃粘膜处于充血状态时，胃痛阂值降低。正常状态下，钳夹或者牵拉胃粘膜并不引起痛觉；当胃枯膜充血时，同样的刺激引起明显的痛感。目前对消化道的痛觉感受器了解甚少，有待进一步研究。十、泌尿生殖道的痛觉感受器
目前发现，在尿道、皋丸和附拿分布有痛觉感受器。分布于翠丸和附肇的痛觉感受器具有肪和C 神经纤维的生理特性。膀胧、输尿管和尿道过度膨胀和收缩活动以及炎症反应均可以引起痛觉。关于泌尿生殖道的疼痛信息冲动是由哪一种或者哪几种痛觉感受器被激活而产生，目前尚无定论。但是目前已发现在翠丸上分布有多元痛觉感受器，它们在感受伤害性刺激如创伤、精索扭曲或肇丸受压迫等刺激方面反应敏感。
十一、小结
1 ．本世纪初Blix 和von 、y 发现在皮肤上存在着散在的点状感受区，刺激这些区域可以诱发触觉、热、冷觉和痛觉。
2 ．每一种点状感受区与特定的神经纤维相连接并且与特定的感觉产生有关。
3 ．在确定伤害性刺激感受器的标准时，最重要的是感受器是否具有区分伤害性和非伤害性刺激的能力。
4 ．皮肤痛觉感受器主要分2 种：即舫机械刺激痛觉感受器和C 多元痛觉感受器。它们分别与细的有髓鞘传人神经纤维和无髓鞘传入神经纤维相连接。
5 ．朋机械刺激痛觉感受器的感受野包含有数个点状感受区，覆盖数平方厘米的皮区。这种感受器对机械刺激的感受阐值高于机械刺激感受器，当刺激的强度达到对机体具有损伤性时，感受器的反应性明显增强。反复的刺激可以引起肋机械刺激痛觉感受器的疲劳。皮肤的损伤可以致敏损伤区和临近皮区的感受器。
6 . C 多元痛觉感受器仅由1 一2 个点状感受区组成。这种感受器对机械性刺激、热刺激和化学刺激均比较敏感。和筋机械刺激痛觉感受器一样，当刺激的强度达到对机体组织具有伤害性时这种感受器的反应性明显增强。这种感受器也具有疲劳性和可致敏性。
7 ．皮肤还具有其他类型的感受器，如热敏感赫痛觉感受器、C 机械刺激痛觉感受器和高阑值冷觉感受器等。
8 ．起源于皮肤的痛觉可分为2 类：针刺样疼痛和烧灼痛。冷刺激引起的疼痛属于一种钝痛，是由皮下痛觉感受器受刺激而诱发的。针刺样疼痛是由舫痛觉感受器受刺激诱发的，而烧灼痛是由C 多元痛觉感受器受到刺激产生的。
9 一定强度的刺激作用于皮肤的一定区域可以诱发双相疼痛，即第一疼痛觉和第二疼痛觉。第一疼痛觉具有针刺样疼痛的的性质，是由肪痛觉感受器受刺激诱发的；第二疼痛觉具有烧灼痛的性质，是由C 多元痛觉感受器受到刺激产生的。
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10 ．根据受刺激感受器的不同，电刺激可以诱发针刺样疼痛和烧灼痛。
11 . von 阮y 疼痛感受点就是皮肤痛觉感受器的二种形式。
12 ．有一部分c 多元痛觉感受器受到刺激诱发痰痒而不是产生痛觉。
13 ．目前对冷刺激引起的痛觉的感受器还不明确。高闭值冷刺激感受器可能与冷刺激诱发的痛觉中针刺样疼痛成分有关，而C 多元痛觉感受器可能与冷刺激引起的烧灼痛的产生有关。冷刺激引起的钝痛与皮下感受器的被激活有关。
14 ．皮肤受到损伤可以引起皮肤痛觉过敏。痛觉过敏可以表现为自发疼痛或痛觉阑值降低。皮肤直接受损伤部位出现的痛觉过敏称为初发痛觉过敏；伤口周围出现的痛觉过敏成为继发痛觉过敏。
15 ．初发痛觉过敏可以是由肪痛觉感受器或C 多元痛觉感受器被致敏引起的，同时还可能与中枢神经系统的参与有关。
16 ．目前学术界已公认，受损伤组织细胞释放出的化学物质对痛觉感受器具有激活功能。这些化学物质被称为可致痛物质。目前已确认一些可致痛化学物质，如乙酞胆碱、组胺、5 一轻色胺、缓激肤和钾离子都具有上述功能。但是这些化学物质不是痛觉感受器的特异性激活物，它们也激活其他非痛觉感受器。
17 ，辣椒素具有特殊的性质，即它可以激活C 多元痛觉感受器而对冷觉感受器无作用。皮下注射辣椒素可以引起疼痛，但是随后又可以降低机体对疼痛的感受性，特别是对化学物质和热刺激引起的疼痛具有镇痛样作用。其作用机制可能与辣椒素引起机体内P 物质的耗竭有关。18 ．致痛化学物质如缓激肤和前列腺素具有诱发痛觉和致敏痛觉感受器的作用（C 多元痛觉感受器）。致痛化学物质对痛觉感受器的影响的另外一种机制是改变周围组织血管的通透性，进一步增加血浆内致痛化学物质向神经末梢扩散。
19 ．目前尚未发现机体内存在伤害保护性神经系统（nocifenSOr ）的存在。对于继发痛觉过敏的发生机制目前认为与神经轴索反射作用和相关的化学物质的皮内扩散及中枢神经系统内对痛觉信息处理过程的变化有关。
20 ．肌肉痛觉感受器包括第三和第四组传人神经纤维（尤其是第四组传入神经纤维）。第三组传入神经纤维主要参与肌肉的机能活动的感知，而第四组传人神经纤维对缺血状态下肌肉的收缩活动具有灵敏的反应性。因而认为，第四组传人神经纤维对肌肉缺血运动状态下产生的痛觉具有感知作用。
21 ．关节痛觉感受器包括第三和第四组传人神经纤维。这些感受器可以被诱发关节炎症反应的化学物质所致敏。因此认为，这些感受器对关节炎诱发的疼痛的感知有关。
22 ．关于内脏痛觉感受器，所知不多。本章节内重点叙述了牵涉痛，其发生机制中周围发生学说受到学术界的支持。这种学说认为，部分痛觉感受器分支分别分布于皮肤表面和深部组织；神经轴突反射和致痛化学物质在皮内的释放引起牵涉痛。
23 一些研究结果显示，心脏的痛觉感受器包括舫和C 神经纤维。缺血状态下心脏释放缓激肤和前列腺素，致敏心脏的痛觉感受器诱发心绞痛。
24 ．呼吸道内至少存在两种痛觉感受器，即刺激性气体感受器和J 类感受器。刺激性气体感受器以朋神经纤维的形式分布于呼吸道上皮组织。这种感受器可以被刺激性气体或者机械刺激所激活。J 类感受器主要分布于肺毛细血管附近，以无髓鞘神经纤维的形式存在。J 类感受器主要被肺充血、肺水肿、肺栓塞和刺激性物质所激活。
25 ．消化道的痛觉感受器对一般可以激活皮肤痛觉感受器的刺激不敏感，而对一些如牵拉、收
第六章疼痛相关形态学及生理学· l 巧
缩和刺激性化学物质比较敏感。
26 ．关于对泌尿生殖道痛觉感受器研究较多的是辜丸的痛觉感受器。这种属于内脏痛觉感受器的多元痛觉感受器由朋和C 神经纤维组成。
第三节中枢神经系统痛觉传导通路
一、脊髓后角与痛觉传入
（一）历史回顾
脊髓的腹根（前根）主要由运动神经细胞的轴突构成，而脊髓的背根（后根）主要由感觉神经纤维的轴突组成。刺激实验动物的背根可以诱发动物的避伤害刺激反应，切断背根后动物的这种防御性反应消失。M 缪ndie 发现，刺激动物的腹（前）根也同样可以诱发动物的御痛反应，并且切断背（后）根可以消除这种反应。该作者后来的研究发现有一部分感觉神经纤维进人腹（前）根后绕返行至背侧加人背根的组成成分再人脊髓。FryU 拍h 报道在人体发现类似的现象。
痛觉传人神经纤维在传入脊髓以前与其他传人纤维分离，主要占据背（后）根的外侧部分，然后汇人hs ～束的背外侧；背（后）根外侧部分受到损伤时可能影响这一部分传人神经纤维的痛觉传导功能。目前认为，U ～束主要由脊髓初级传人神经纤维和脊髓后角细胞的轴突构成。切断U ? r 束可以加强脊髓部分离断术的镇痛作用，使痛觉消失的平面向上延伸。
玩sauer 束内的细神经纤维终止于脊髓背（后）角的浅表层，包括边缘区（浏甘g 耐zone ）、胶质区( substantia 罗lati ? ，哭）与核质区（nucleusp 找甲叮u 。）的腹侧部分。Rexed 应用Nissl 染色法把脊髓背后角分为6 层。根据这种划分法，边缘区（n 皿硕耐～）为第一板层（l 也过nal ) ；胶质区（s 川招枷口tia 罗－lati ? , SG ）为第二板层（larninan ) ；核质区（nucleus propnus ）为第三、第四、第五板层（肠‘, m - V ) ；也有学者主张胶质区包括第二、第三板层（l 田‘nae n andm ）。总之，关于胶质区还存在许多争议，包括特殊传人神经纤维所携带冲动终止于脊髓背角灰质内特殊部位的意义，以及胶质区内神经细胞对传人冲动的反应类型；胶质区内神经细胞轴突的连接形式、该区内有关的神经递质以及与功能的相关性；脊髓背角内表层神经细胞与较深层神经细胞间的联系，特别是这种联系环节又受到脊髓背角较浅层神经细胞功能的调节等问题。目前这些问题尚未被确切阐明，甚至有些内容还存在较大的争议，有待进一步研究论证。
（二）脊髓背根
除了部分感觉神经纤维经脊髓的腹角传人脊翻以外，所有的痛觉传入神经纤维都经脊盆的背根进人脊髓。脊髓的背根包括的神经纤维有粗纤维、中等纤维和细的有髓和无翻神经纤维。背根内的痛觉传导纤维可以是有髓的也可以是无髓的神经纤维。单从神经纤维的结构上看很难辨认哪些属于痛觉传导纤维，哪些属于其他感觉传导纤维。
一般认为，每个神经节细胞发出一支中央支和一支或数支周围支；中央支经过脊位背根进人脊髓；周围支通向各种感受器。研究发现，脊健背根神经节细胞的数量远少于脊健背根神经纤维的数量，后者比前者多43 ％。除去极个别的脊髓背根神经纤维是脊谧传出神经纤维的因素之外，提示脊髓背根神经节细胞发出的中央支纤维在传人脊位背角灰质前发生分支。类似的现象也发生于脊髓背根神经节细胞的周围支纤维。目前认为，脊份背根神经节细胞具有一根或一根以上的中央支纤维，同时具有一根以上的周围支神经纤维。另外，研究结果显示在脊健背根神经和周围神经内无髓神经纤维明显多于有髓神经纤维。
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（三）脊髓腹根
哺乳动物包括人类脊髓腹根内的神经纤维中无髓神经纤维约占30 % （甚至在没有自主神经发出的节段情况也是如此）。这些脊髓腹根内的无髓神经纤维大部分起源于脊髓背根神经节细胞，具有传导感觉神经冲动的功能。脊髓腹根内也含有少量的有髓感觉神经纤维。
脊髓腹根内的传人神经纤维一部分是直接通过脊髓腹根进人脊髓而大部分是绕行于脊髓前腹根尔后返回脊髓背根进入脊髓如图6 一2 所示。
图6 一2 为脊目传入神经纤维经脊翻灰质腹根进入青臼《 A ) , 或者绕行千腹根后经进入有位《 B )
研究结果显示，脊髓腹根内的传人神经纤维大部分是痛觉传导纤维，这部分神经纤维的存在可能是造成临床上刺激脊髓腹根神经纤维诱发患者痛觉的原因，也可能解释为什么临床上有些患者在施行了脊髓背根神经切断术以后仍然有痛觉存在。脊髓腹根内的传人神经纤维进人脊髓后参与某些反射活动。
（四）脊髓背根内传入神经纤维中粗细纤维的分布
几乎贯穿整个脊髓背根神经传导通路中，传人神经纤维中的粗细神经纤维都是相互搀杂发散存在的。然而在接近背根进入脊髓处，这2 种神经纤维具有分离、独立分布的趋势。粗的有髓纤维向背根的中央部集中而细的有髓纤维和无髓纤维向背根的外侧分布。在人类绝大多数的细神经纤维向背根的侧方集中，但是有一部分细纤维搀人粗神经纤维轴突索斜行进人脊髓背角。由此看来，要选择性地阻断背根神经外侧部分细神经纤维传导功能仍然具有一定困难，但是临床仍然有不少通过外科手术等方法阻断背根神经外侧部分神经纤维的传导功能达到临床镇痛的目的。也有临床报道显示，当外科手术的范围扩展至脊髓背角时，阻断痛觉传导的作用更为确切。
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（五）u 束
最初认为，u ～束是由纤细的初级传人神经纤维所组成。后来的研究证实在石～束内也含有大量的穿行于脊髓节段间的脊髓细胞的轴突纤维。且～束内的初级传人神经纤维是由纤细的有髓纤维和无髓纤维所构成。无髓纤维的数量远大于有髓神经纤维（在大鼠的U ? ：束内两者的比例大约是3 . 8 : 1 ）。腰能段的脊髓初级传人神经纤维进人脊髓以后在腰能髓内上行数个节段终止于某个胸段脊髓内。在胸段脊髓内U ? er 束内的初级传人神经纤维在U ～束中央的数量大于在外侧方的数量，这与腰骸段Ussauer 束内脊髓神经纤维的排列有所不同。（六）细传入纤维在脊髓背角内的终结
过去的研究中，涉及脊髓的初级传入神经纤维在脊髓灰质内如何分布及走行的资料大多来源于对较粗大的有髓鞘神经纤维的研究。这是因为粗大的有髓鞘神经纤维用一般的解剖方法比较容易观察。对于纤细的神经纤维（有髓鞘和无髓鞘纤维）在脊髓灰质内的分布情况随研究使用的方法不同而有所不同。肠Motte 使用2 种不同的方法研究和观察脊髓细传人神经纤维在脊髓灰质内的分布和终结情况。研究结果表明，脊髓的初级传人神经纤维经且ssaue ：束终结于第一一三板层。Ia Motte 根据切断脊髓神经根后脊髓灰质内传人神经纤维的蜕变时间的不同将脊髓传人神经纤维分为2 类，一类大约在切断脊髓神经根后3 一sd 蜕变最为明显，这类神经纤维终结于第二和第三板层；另外一类传人神经纤维大约在切断脊髓神经根后12d 蜕变最为明显，这类传人神经纤维终结于脊髓灰质的第一和第二板层的背侧部分。
Ught 和Perl 发现，脊髓传人神经纤维主要终结于脊髓灰质的第一、二板层和对侧灰质内；纤细的有髓神经纤维终结于脊髓灰质的边缘区和胶质区的背侧部分。有大量的无髓神经纤维终结于胶质区内；另外有一部分粗纤维经过第三板层终结于胶质区的腹侧部分。研究显示，来自毛发的筋传人神经纤维（赫机械刺激感受器），终结于胶质区的腹侧部分和核质区的背侧，而舫机械痛觉感受器的传入神经纤维主要终结于边缘区和核质区的腹侧。部分筋神经纤维经过同侧脊髓灰质终结于对侧脊髓灰质。
（七）脊髓传入神经纤维与脊髓背角的突触连接
脊髓的初级传入神经纤维与脊髓背角内神经结构的突触连接形式有数种，但是最基本的连接形式有3 种：中央型、粗颗粒囊泡型和圆囊型。
其中最常见的是中央型突触连接。该种突触连接形式得名于它的突触相关神经末梢的排列方式。大多数的中央型突触连接形式见于胶质区。当脊髓的背根被切断时，胶质区内的中央型突触连接在电镜下呈现电子密集形式的蜕变反应，而位于第三一六板层和第二板层的腹侧部分的中央型突触呈现神经纤丝状的蜕变反应。有学者认为，胶质区内呈现电子密集形式的蜕变反应中央型突触主要由无髓的初级传人神经纤维构成，而位于灰质较深部位的呈现神经纤丝状蜕变的突触主要由有髓脊髓传人神经纤维（邓）构成。
粗颗粒囊泡型突触主要分布于第一板层和第二板层的背侧部分。现认为粗大的颗粒与P 物质有关。切断脊髓背根后，该类突触呈现电子透亮型蜕变。
圆囊型突触可见于整个脊髓背角灰质内。切断脊髓背根后，该类突触呈现神经纤丝型蜕变反应。
从突触的组成成分来看，除了最常见的轴突与树突构成的突触以外，轴突与轴突、树突与树突构成的突触也见于脊髓背角灰质内。轴突一轴突构成的突触被认为是突触前抑制的形态学基础。树突、轴突构成的突触也具有该方面的功能。
118 ，第二篇基础理论
（八）脊髓传入细神经纤维的神经递质
较大的脊髓背根神经节细胞以某种氨基酸为神经递质。用细胞化学免疫染色法比较容易辨认这类细胞。
与痛觉传导关系更密切的是脊髓背根神经节小细胞。现已确认，有一部分脊髓背根神经节小细胞含有P 物质（在大鼠含P 物质的脊髓背根神经节小细胞约占背根神经节总数的巧％一20 % ）。在脊髓背角灰质内P 物质主要存在于lissauer 束和第一板层及第二板层的背侧部分。P 物质也存在于脊髓的核质层和腹（前）角灰质内。大部分的含P 物质的神经轴突纤维为无髓纤维，仅有一小部分细的有髓神经纤维。
研究结果显示，脊髓背角灰质内的P 物质绝大部分来源于脊髓的初级传人神经纤维（切断背根神经大部分P 物质消失），另外有一部分来源于脊髓的联络细胞（中介神经元）和位于脑干的下行神经元的投射纤维。位于脊髓腹角灰质内的P 物质的来源目前尚不清楚，切断脊髓背根并不影响脊髓腹前角灰质内P 物质的含量。
目前有几种方法可以引起脊髓初级传人神经纤维内P 物质的耗竭。如切断脊髓背根神经、切断周围神经、使用辣椒素等均可以引起脊髓初级传入神经纤维内P 物质的耗竭。切断脊髓背根神经以后，脊髓背角内的P 物质明显减少。但是经过一定的期限，背角灰质内的P 物质含量回升。其原因与脊髓灰质内细胞的胞突及高位中枢神经系统投射神经纤维的增生有关。这种P 物质含量回升大约发生于脊髓神经根切断后30d 。
在脊髓灰质内，含P 物质的神经纤维可以形成典型的中央型的突触或者以独立的“钮扣”样的突触存在。绝大多数的含P 物质神经末梢的突触为轴突一树突连接。有一部分在背角边缘区内形成轴突与细胞体的突触连接。
在背根神经节细胞内和脊髓背角的表层灰质内，除了P 物质以外，还存在着其他一些神经多肤类物质，如生长抑素（50 兀Iatostatin ) ，这种多肤为胃肠道血管活性多肤并与缩胆囊素（eholecystokinin ) 结构相似。含生长抑素的脊髓神经节细胞为一族独立的细胞群；脊髓背角灰质内也存在含生长抑素的脊髓内固有细胞和含生长激素释放抑制因子的神经轴突纤维。
另外，有一组脊髓神经节小细胞含有抗氟酸性磷酸酶，脊髓背角灰质胶质区内存在有含该种酶的神经突触，并且这类突触随脊髓背根神经的被切断而消失。这种酶的生理学功能目前尚不清楚。有学者认为，这种酶与溶酶体功能有关；也有学者认为，这种酶与脊髓神经节细胞核昔酸代谢有关。目前仍然不能确定，哪一类痛觉感受器以哪一种物质为神经递质。辣椒素可以影响C 多元痛觉感受器的功能，但是辣椒素除了引起P 物质的耗竭以外，同时可以引起多种神经活性物质的耗竭。如辣椒素可以引起生长抑素、抗氟酸性磷酸酶和缩胆囊素的耗竭。因此，目前难以断言，C 多元痛觉感受器的神经递质仅为P 物质。关于感受器及其相应的神经递质的对应关系正在研究探索中。
脊髓初级传入神经纤维末梢含有吗啡受体，并且有许多研究结果显示，吗啡类物质在突触前效应方面也发挥一定作用。
（九）脊髓背角内细胞分类
Rexed 描述了脊髓背角灰质内不同形态、大小的神经细胞的分布情况，并且以此将脊髓背角灰质划分为板层来叙述。
1 ．第一板层（1 俪nal ）在这一板层内存在着大量的、散在的、体积较大的扁平神经元，通常将这种神经元称为边缘神经元或者Wald 灯e ，神经元（除了体积较大的边缘神经元以外，第一板层内也含有许多小神经元）。这种边缘神经元的树突主要分布于第一板层（边缘区），部分神经元的树突也
第六章疼痛相关形态学及生理学· 119
分布于第二板层（胶质区）、第三板层和Ussauer 束。提示边缘神经元可以直接以突触的形式与传人脊髓边缘区和更深板层的脊髓初级传人神经纤维形成连接；也可以通过中间神经元（联络神经元）接受来自脊髓初级传人神经所携带的神经冲动；也可以接受来自U ? r 束的信息。目前认为大部分边缘神经元为脊髓上行投射细胞，支持该论点的依据有以下几方面：研究发现脊髓横段可以引起脊储边缘细胞核溶解；中脑或者丘脑内注射染色剂可以使边缘神经细胞着色；这些被染色的神经细胞包括位于Us ? r 束附近的体积较小的边缘神经细胞，这些边缘神经细胞可以被施加于中脑、丘脑或近头端脊髓白质的刺激所激活。研究显示另一部分边缘神经细胞为脊髓内固有细胞。
应用细胞化学免疫方法研究显示，在一部分边缘神经细胞内存在有脑啡肤（enkePh 习in ）。这种含脑啡肤的边缘神经细胞究竟属于脊髓上行投射神经元还是脊髓内固有神经细胞，目前尚不清楚。有学者认为，脑啡肤可能在第一板层内作为一种抑制性神经递质发挥作用。在第一板层内也发现有含P 物质的神经元存在。
在超微结构水平，第一板层和第二板层可以从以下几方面的特征加以区分。① 第一板层内的细胞轴突和树突的分布呈水平趋势，而第二板层内神经细胞突起的分布呈垂直或者纵向分布；② 尽管第一板层内也存在一些体积较小的神经细胞，但是在这一板层内看见到许多体积较大的神经细胞而第二板层内存在大量的体积较小的神经元；③ 在第一板层内存在有髓神经纤维，而在第二板层内缺乏有髓纤维（除外经第二板层由背索向脊髓灰质深层发出的有髓神经纤维）。
在痛觉发生机理研究中的主要进展之一是发现了许多边缘神经细胞具有对伤害性刺激发生特异反应的特性。在此之前，研究发现对伤害性刺激产生特异反应的神经元主要分布于脊髓背角灰质的较深层和腹角灰质内。
边缘神经细胞并非都是痛觉相关神经细胞。有一部分边缘神经细胞对非伤害性刺激具有敏感的反应性；另一部分边缘神经细胞对非伤害性刺激和伤害性刺激都具有敏感的反应性，这种细胞被称为“广域细胞”（初ded ”俪c 服nge ceu ）。这种细胞的激活刺激闭值范围十分广泛，因此有学者建议将这种神经细胞称为“多元感觉细胞”（耐tireceptlvecen , ）。
关于边缘神经细胞的功能研究结果显示，与肪机械性痛觉感受器冲动相关的脊髓边缘神经细胞的树突分枝主要分布于边缘区；与无髓痛觉感受器或者温度感受器神经冲动相关的边缘神经细胞的树突主要分布于胶质区的背侧部分；与有髓和无髓传人神经纤维携带的伤害性神经冲动（痛觉）有关的边缘神经细胞的树突主要分布于边缘区和胶质区的背侧部分；与机械刺激感受器和无髓传人神经纤维所携带冲动有关的边缘神经细胞树突主要分布于胶质区的腹侧部分；与机械刺激感受器和细的有髓传人神经纤维传人神经冲动有关的边缘神经细胞的树突主要分布于胶质区的腹侧部分和核质区。
对大白鼠脊髓第一板层（边缘区）和与第一板层相邻的白质内神经细胞进行了研究结果显示，边缘区灰质内存在着高闷值反应性细胞或广域反应性细胞或多元感受细胞；与第一板层相邻的白质内神经细胞为低闽值反应细胞和广域细胞。
2 ．第二板层（I 班抽nan ）脊髓背角灰质第二板层内主要存在2 种神经细胞，即中央细胞（沈ntr 目cells , islet cells ）和限定细胞（li 而ting cells , sto 珠司倪Us ）。中央细胞分布于第二板层的全层。在水平切面上这种神经细胞呈放射状排列；在矢状切面上呈纵向排列。限定细胞主要分布于第二板层（胶质层）的外层（背侧部分）与第一板层的交界区。限定细胞的外观呈扁平状，水平排列。限定细胞的轴突分布于第一板层，这种细胞的树突分布于第一一四板层内。这类细胞大部分为兴奋性神经元。中央细胞的轴突与树突主要分布于第二板层内，这类细胞大部分为抑制性神经元。
120 · 第二篇基础理论
目前认为，胶质层内的神经细胞属于联络神经元；一部分神经细胞具有较长的轴突，可能参与脊髓其他部位神经细胞功能的调节，甚至参与脑细胞功能的调节。这部分具有长轴突的神经细胞在胚胎发育上早于脊髓内固有神经细胞。
目前已发现以下几种物质存在于胶质层神经细胞内：脑啡肤（enkephalin ）、神经降压素（? - tensin ）、P 物质（sub ? eP ）、生长抑素（? tatin ）、鸟胰多肤（avian 详姗怡‘c 脚l , Ptide ）。在超微结构水平，胶质层最鲜明的特征是大量的无髓纤维呈脊髓长轴方向平行排列分布；有髓纤维位于胶质层的中央，通向较深层灰质。胶质层与第三板层的界限可借大量的神经纤维的分布而比较容易辨别。超微水平观察显示，中央细胞的树突参与构成树突一树突突触。中央细胞的树突内含有扁平状和卵圆状的囊泡。中央细胞的树突进人中央型突触的小球内与脊髓初级传人神经纤维末梢形成突触联系。这些树突同时又和中央型突触的小球内其他邻近的树突形成树突一树突突触联系。
限定细胞与其他神经纤维轴突形成轴突一胞体突触。限定细胞的胞突内不含突触囊泡这点与中央细胞不同。在整个胶质层内，可见到限定细胞的树突进人中央型球状突触。通常在一个中央型球状突触内可见到来自一个限定细胞的多条树突参与构成突触。限定细胞与含扁平和圆形混合囊泡轴突纤维组成突触，也与中央细胞的树突组成突触。限定细胞的轴突为无髓纤维向第一板层投射分布于第一板层。
目前学术界普遍认为，中央细胞属于抑制性联络神经元，它们接受来自初级传人神经纤维的信息和其他神经结构的调节。在第二板层内中央细胞通过其胞突（树突和轴突）与其他神经细胞的树突或轴突形成突触，并将中央细胞的信息传递给这些神经细胞。受中央细胞影响的神经结构有限定细胞和初级传人神经纤维。另外，位于第三、四板层内的神经细胞有胞突分布于第二板层内。这些神经细胞的功能有可能受到中央细胞的调节。限定细胞的功能有所不同，它们接受来自初级传人神经纤维携带的信息，与传人神经末梢在第一板层内形成突触联系。目前普遍认为限定细胞属于兴奋性神经元。
在进行细胞电生理研究中，尤其是在使用细胞外记录方法条件下，确定所研究神经元是否属于第二板层神经元比较困难，在这种情况下有几种方法可供参考。① 第二板层神经元参与U ? er 束的构成，因此可将是否可被刺激h ? er 束所激活作为判断第二板层神经元的标准之一；② 逆行刺激脊髓丘脑束，找到可被激活的位于第一板层内的神经元，并且以此为标准点在其下方一定范围内的细胞可以认为属于第二板层细胞；③ 可以被离子电泳谷氨酸所兴奋的神经元，可以认为属于第二板层细胞。细胞外记录这种方法还难以实现将脊髓灰质的有关结构与其功能相匹配联系起来，这也是细胞外记录这种方法的最大局限性。
在脊髓背角灰质的胶质层内存在着性质不同的神经细胞。一种具有背景性神经冲动释放的神经元，受到来自周围刺激冲动的抑制；这种神经元又可进一步被分为以下几种：① 可以被非伤害性机械刺激抑制但是又可被伤害性刺激激活的神经元；② 受到伤害性和非伤害性刺激抑制的神经元；③ 可以被伤害性刺激抑制但是又可被非伤害性刺激激活的神经元。在猫脊髓的第一和第二板层内，可以被非伤害性机械刺激激活的神经细胞约占所观察细胞的10 % ；可以被非伤害性刺激激活的神经细胞约占所观察细胞的64 % ；可以被伤害性刺激激活的神经细胞约占所观察细胞的26 ％。伤害性刺激特异反应神经元分布于比较浅表层的背角灰质内。
一些学者使用细胞内染色标记和电生理方法相结合的方法研究发现，以接受来自赫机械痛觉感受器冲动为主的神经细胞的树突主要分布于边缘层背角灰质内；以接受来自C 纤维和温度感受器神经冲动为主的神经细胞的树突主要分布于胶质层的背侧灰质内；而以接受来自C 纤维和敏
第六章疼痛相关形态学及生理学· 121
感机械刺激感受器神经冲动为主的神经细胞的树突主要分布于胶质层的腹侧灰质内；其中，接受来自敏感机械刺激感受器神经冲动的神经元树突主要分布于胶质层的腹侧灰质内并且伸人核质层灰质。
总之，目前研究显示，与痛觉感受相关神经元主要分布于脊髓背角胶质层的浅层或边缘层灰质内；而与其他非痛觉感觉相关的神经元主要分布于胶质层的深层和背角深层灰质内。3 ．第三和第四板层（l 斑‘慨nI & W ）从形态学角度来讲，第三板层内存在着大量的有髓轴突纤维。这是该层与第二板层的主要形态学区别。第四板层内存在形态较大的神经细胞，其他方面难以与第三板层相区别。形态学研究未发现在脊髓背角深层灰质内存在C 纤维参与形成的突触；电生理研究显示，第三、第四板层内神经元特异性地对皮肤的非伤害性机械刺激具有敏感性。第四板层内存在极少量的具有广域神经元或多元感觉神经元特性的神经细胞。关于存在于第三、第四板层内的脊髓上行投射神经细胞将在后文中叙述。
4 ．第五板层（Iarninav ）这一板层构成了脊髓灰质的颈部。该层侧方边缘呈网状结构，形成该板层的形态学特征。除网状结构区存在大量的纵向排列的轴突纤维外，其他神经纤维也呈纵向排列。这一点与第二、第三和第四板层内的纤维呈矢状排列形成明显对比。位于第五板层内的脊髓丘脑束和脊健网状束的投射神经元将在后面章节中叙述。电生理研究结果显示，在第五板层内存在着广域神经元或者多元感受器神经元和触觉神经元以及特异性伤害刺激感受神经元。5 ．第六板层（lal 抽naVI ）第六板层仅存在于脊髓某些节段的灰质内，如颈健上部和颈膨大及腰膨大的脊髓灰质内。该板层内神经元主要为本体感觉神经元，仅有少数的广域神经元（多元感觉神经元）和特异伤害性刺激感觉神经元。
（十）中央联合区和腹角
与痛觉相关的神经元绝大部分分布于脊健背角灰质内（即第一至第六板层内），但值得注意的是，在灰质中央联合区和脊髓灰质腹角内存在大量的与痛觉有关的神经结构，如脊髓上行束的起源神经元。这里特别提出的是第十板层即紧靠中央导水管的灰质内存在许多特异性刺激伤害性感受神经元。其所含的神经递质与脊髓灰质边缘区神经元相似。
（十一）脊髓背角内联络神经元对非皮肤感受器伤害性刺激冲动的反应
关于脊髓背角联络神经元对来自皮肤感受器冲动的反应特征已在前面的内容中叙述。但是，有关脊髓背角联络神经元对皮肤以外感受器，如来自肌肉、关节和内脏感受器，尤其是痛觉感受器冲动的反应特点描述较少。许多学者对内脏传人神经冲动所引起的脊髓背角神经元和脊健上行束神经元的反应进行了研究。结果显示，对内脏传人神经冲动敏, 感的神经元，主要分布于脊做背角灰质的第五板层至第八板层内，部分存在于第四板层。这些内脏感觉冲动包括由刺激内脏神经诱发的和类似自然条件下的刺激如冠状动脉阻塞诱发的冲动。对来自肌肉细传人神经纤维和内脏神经的感觉冲动敏感的神经元主要为广域神经元（或多元感觉神经元），主要分布于第五板层。研究结果表明，很少神经元属于选择性内脏感觉敏感神经元。大多数对内脏感觉冲动敏感的神经元同时对来自皮肤一定区域的神经冲动具有相似的敏感性。这一现象再次揭示了牵涉痛的产生机制，并且提示皮肤痛觉过敏，如心绞痛发作时皮肤对正常非伤害性刺激产生疼痛感觉的现象，可能是由内脏感觉神经冲动对广域感觉神经元致敏作用的结果。
飞十二）脊髓背角神经元的药理学反应
研究人员对伤害性刺激特异性和选择性神经元进行了药理学研究，他们将从脊健初级传人神经末梢内、脊髓灰质联络神经元内和由脑下行至脊翻的轴突纤维内提取的神经递质，通过电离子渗透方法作用于所研究的痛觉相关神经元。结果显示，痛觉相关神经元可以被P 物质和谷氨酸激活；
122 · 第＿二篇
基础理论
另一部分痛觉相关神经元则被P 物质抑制（细胞外作用），生长抑素也表现为抑制性作用。几种氨基酸包括甘氨酸、以BA ，胺类包括5 一经色胺、去甲肾上腺素和多巴胺，多肤类包括脑啡肤和缩胆囊素，对脊髓背角内痛觉相关神经元均具有类似吗啡样的抑制作用。
二、小结
1 ．脊髓的背根神经与机体的感觉功能有关，而脊髓的腹根主要与机体的运动功能有关。2 ．刺激脊髓的腹根神经纤维可以诱发痛觉，并且这种痛觉可以随切断背根神经而消失。目前认为这一现象与传人神经纤维绕行于脊髓腹根神经内有关。
3 ．在感觉神经纤维通过脊髓背根进人脊髓的过程中，细的传人神经纤维呈现向背根侧方排列的趋势，并以该种排列形式进人USoaue ：束。有报道表明，损伤背根的外侧部分可能导致痛觉传导障碍，与背根神经内细纤维的损伤有关，但是有学者认为，损伤背根的外侧部分可能导致脊髓背角供血障碍。
4 . Ussauer 束含有大量的初级传人神经纤维，也含有脊髓固有神经细胞的投射纤维。5 ，根据脊髓背角的细胞形态与结构特征可将背角划分为6 个板层来描述。背角的最浅层为第一板层（边缘层），第二板层称作胶质层。核质层包含了第三、第四和第五板层，第六板层为脊髓背角的基底部分。
6 ．伤害性刺激诱发的神经冲动，通过脊髓背根传人脊髓。这一概念基于光学显微镜下对背根神经节细胞的数量与背根神经纤维数量对比的观察结果。电镜研究结果显示，神经细胞周围支与中央支纤维的数量多于脊髓背根神经节细胞的数量。提示这些神经节细胞的纤维在脊神经和背根内发生分枝。
7 ．无髓神经纤维的数量超出有髓神经纤维的数量，两者的比例大约为2 : 1 。
8 ，脊髓的腹根内含有相当数量的传入神经纤维，大部分为无髓神经纤维。这些传人神经纤维起源于脊髓背根神经节细胞，大部分的神经纤维环绕于腹根后返回背根，只有一少部分直接经腹根进人脊髓，这部分神经纤维中有一部分可能与脑脊髓膜的痛觉感知有关。
9 ．猫的细传入神经纤维在背根内不发生分散分布，而猴和人类的细传人神经纤维在背根内呈分散分布。这种随动物种类而异的现象可能造成学术方面有关内容的争议。
IO . U 豁auer 束内初级传入神经纤维的数量一直是学术界争论的焦点，部分学者认为仅有一少部分初级传人神经纤维进人Ussauer 束。电镜研究结果显示，Ussauer 束初级传人神经纤维占相当大的比例，并且随动物种系的不同而有差异。初级传人神经纤维在Ussauer 束内所占比例在大鼠和猴子较大而在猫的比例较小。
11 ．初级传人神经纤维位于乙～er 束内中央部位和侧方。在猫体内初级传人神经纤维位于L ～束内中央部位的纤维多于位于侧方的纤维。
12 ．在猴体内，li . auer 束内含有上万条无髓神经纤维。目前尚不知，是否这些结构在灵长类动物具有特殊功能。
13 . U , auer 束的损伤可能引起第一和第二板层外侧背侧部分神经突触的蜕变反应。14 ．初级传人神经纤维从胶质层（SG ）的背侧进人该板层，这部分纤维包括起源于痛觉感受器、温度觉感受器和某些机械刺激感受器的传人神经纤维。其他比较粗大的传人纤维从胶质层的腹侧部分进入该板层，这部分纤维是毛囊的传人神经纤维，构成了“火焰状”的神经丛。
巧．对于传人神经纤维中细的有髓纤维和无髓神经纤维终结于脊髓背角灰质的哪一层，学术界存在异议。一种观点认为，C 神经纤维（无髓神经纤维）终结于脊髓背角灰质的边缘层；肪纤维（细
第六章疼痛相关形态学及生理学· 123
的有髓纤维）终结于胶质层。另一种观点则认为，朋纤维终结于脊髓背角灰质的边缘层，而C 纤维终结于胶质层。
16 ．位于脊髓背角边缘层浅表部分的轴突神经纤维（该板层内大部分神经元轴突）呈横向排列；而位于边缘层较深部位的轴突纤维（脊髓内固有神经元轴突纤维）呈垂直排列。
17 ．尽管采用神经纤维蜕变技术也不一定能够完全显示初级传人神经纤维在胶质层的分布情况，但是利用其他技术可以显示这些纤维在胶质层内的存在和分布情况。这些技术包括核素标记法观察某些氨基酸在神经纤维内的输送情况。
18 ．辣根过氧化物酶（horse 找Idish Peroxidase , HRP ) ，可用于显示直径不同的传人神经纤维在脊髓背根内的分布情况。直径较粗大的神经纤维位于脊髓背根的中央部分。
19 ．用细胞内注射辣根过氧化物酶的技术显示，Aa 机械性痛觉感受器的传人神经纤维投射于脊髓背角灰质的边缘层和核质层的腹侧部分。
20 ．初级传人神经纤维进人脊髓背角以后形成几种类型的突触终端，最常见的类型称中央终端型。从脊髓初级传人神经纤维与其他纤维的联系的角度来讲，它是一种小球状的结构。脊髓传人神经纤维位于小球的中央部分。
21 ．位于第一板层和第二板层的背侧部分的许多中央终端型突触内，含有直径较大的染色深的囊泡。这种囊泡内含有肤类物质如P 物质。
22 ．另外一种中央终端型突触称“高密窦状终端”。这种突触常见于胶质层内，蜕变反应时呈电子密集型改变。研究结果显示这种神经末梢内含有抗氟酸性磷酸酶（这种神经纤维可能以核普酸如ATP 为神经递质）。
23 ．第3 种神经末梢常见于第二板层的深层和其他深部脊髓灰质板层内。蜕变反应时该种末梢呈神经纤丝状变化。
24 ．在脊储背角浅表层灰质内除了最常见的轴突一树突突触以外，轴突一轴突、树突一树突和树突一轴突突触也存在于浅表层背角灰质内。突触前树突纤维内常含有扁平状的囊泡，可能与形成抑制性突触有关。
25 ．较大的脊翻背根神经节细胞以某些氨基酸为神经递质，如谷氨酸或天门冬氨酸。26 ．某些形状较小的脊健背根神经节细胞，可能以P 物质为神经递质。L 滋弧uer 束内含P 物质的神经纤维大多数为无髓神经纤维，仅有少数为有髓纤维。
刀．目前已经明确，有几种方法可以引起位于第一板层和第二板层背侧部分的初级传入神经纤维内所含P 物质的消耗，常用的方法有背根神经切断、周围脊神经切断或使用辣椒家。背根神经切断后脊髓灰质内P 物质含量的逐渐恢复，可能是由含P 物质脊做内固有神经元或其他含P 物质的投射神经纤维的增生所致。
28 ．脊髓背根神经节小细胞和细的传人神经纤维内所含的其他多肚类物质包括生长抑素和肠道血管活性多肚。其他初级传人神经元含有抗氛酸性磷酸酶并且可以以ATP 为神经递质。29 ．目前的技术尚达不到将特定的感受器的神经递质进行对应性的定义。
30 ．初级传人神经纤维膜上具有吗啡受体，吗啡类物质可能发挥突触前作用。
31 ．第一板层灰质内含有瓦尔戴尔细胞（Waldeyercells ) ，也含有形状较小的神经元。第一板层内神经细胞的树突进入U 胭圈犯r 束或者向腹侧发出投射纤维进人胶质层。
32 ．第一板层内绝大多数的神经细胞为投射神经元。有长轴突上行投射神经细胞和脊做内固有神经元。
33 ．某些边缘层内神经细胞还有脑啡肤样物质。
124 · 第二篇基础理论
34 ．许多位于边缘层内的神经细胞对伤害性刺激具有特异敏感性。另一些神经元则对热刺激和非伤害性刺激及伤害性刺激敏感。这类神经元被称广域反应神经元或多元感觉神经元。35 ．细胞内注射辣根过氧化物酶可将形态学研究与机能研究结合于一体。研究显示细胞的功能主要与其树突分布区域有关，而与细胞胞体所在位置关系不大。与有髓传人痛觉神经冲动有关的神经细胞的树突主要分布于边缘层灰质内；与C 传人神经纤维痛觉冲动有关的神经细胞的树突主要分布于第二板层的背侧部分；与有髓和无髓神经纤维传人冲动都相关的神经元的树突分布于边缘层和第二板层的背侧部分。
36 一部分位于边缘层内的神经元可以被划归为痛觉特异感觉神经元，而该层内的另一部分神经细胞可被划归为广域神经元或多元感觉神经元。
37 ．胶质层内的神经细胞主要分为二类：限定细胞和中央细胞。限定细胞主要分布于第二板层的浅表层，并且向第一板层发出投射纤维。中央细胞分布于第二板层全层，这种神经细胞的轴突的分布限定于第二板层内。
38 ．胶质层内神经元的胞突呈纵向排列。
39 ．限定细胞为兴奋性联络神经元，它们将（细）有髓传人神经纤维的痛觉神经冲动传递给边缘层内神经元。
40 ．中央细胞为抑制性联络神经元。
41 ．胶质层内某些神经元的胞突除了限定于该层灰质内还向脊髓其他部分投射分布。切不可以将胶质层看作是一个封闭系统。
42 ．胶质层内某些神经元以下列物质为神经递质：GABA 、脑啡肤、神经降压素、P 物质、生长抑素和鸟胰多肤等。
43 ．中央细胞的树突与其他细胞的树突或轴突形成突触连接。中央细胞接受初级传入神经纤维（中央终端小球）的神经冲动也接受其他神经冲动；中央细胞的轴突也和其他神经结构形成类似的突触联系。中央细胞胞突内含有扁平状的囊泡。
44 ．限定细胞的树突不向其他神经结构发出纤维形成突触连接。限定细胞的树突接受来自初级传入神经纤维（中央终端小球）和突触前纤维以及其他轴突纤维，形成突触连接。限定细胞的轴突投射分布于第一板层内，与该层内神经细胞树突形成突触连接。
45 ．电生理研究显示，在胶质层内有一部分神经细胞，当其相关感受野受到刺激后，这些神经元表现为长时间的兴奋；而另一部分神经元表现出对刺激的“习惯性”。感受野可以发生变化或称作“阿米巴”样变化。
46 ，在胶质层内还存在这样的神经细胞，传人神经冲动对这些神经细胞表现为抑制作用：一部分神经元表现为被非伤害性传人神经冲动所抑制；另一部分表现为被非伤害性和伤害性刺激冲动所抑制；还有一部分则表现为仅被伤害性冲动所抑制。
47 ．大多数的胶质层神经细胞对传人冲动的刺激表现为兴奋性反应。有些表现为仅对非伤害性刺激发生兴奋性反应；另一些表现为对非伤害性与伤害性刺激均发生兴奋性反应；还有一些神经元仅对伤害性刺激表现兴奋性反应。
48 ．采用细胞内标记（辣根过氧化物酶）方法，对一部分胶质层神经元的研究结果显示，这些采用细胞内记录观察到的细胞反应特性与细胞外记录观察到的稀薄反应特性基本相似。49 ．有一部分位于第三、第四板层内的神经细胞向背侧灰质发出树突纤维，这部分细胞因此得名为“天线细胞”。另外，在第三板层内发现有部分神经细胞具有典型的中央细胞的特性。50 ．大部分位于第三、第四板层内的细胞对非伤害性刺激冲动表现出特异反应性，也有小部分
第六章疼痛相关形态学及生理学· 125
神经细胞对伤害性冲动表现反应性。
5 1 ．位于第五板层内的神经细胞大多数为广域神经元或多元感觉神经元。也有部分触觉、痛觉特异神经元存在。
52 ．位于第六板层内的神经元大多为本体感觉反应性神经元。也有痛觉特异反应性神经元和多元感觉神经元存在。
53 ．痛觉反应性神经元也存在于中央联合区和腹角灰质内，这些神经元的功能还尚未被完全了解。研究结果提示，位于第十板层内的神经元与痛觉感知有密切关系。
54 ．脊髓背角灰质内与肌肉、关节和内脏痛觉相关，神经元的生理学特性尚未完全了解。研究发现许多与肌肉和内脏痛觉相关的多元感觉神经元同时与某些皮区的痛觉也相关。仅有极少部分的神经元与内脏痛觉相关而与皮肤的痛觉无关。这种传人冲动的聚集现象有助于了解“牵涉痛觉”的产生机制。
55 ．脊髓背角相关神经元对几种试剂表现为兴奋性反应或抑制性反应。谷氨酸、P 物质、神经降压素、缩胆囊素往往引起神经元兴奋性反应，而甘氨酸、5 一羚色胺、去甲肾上腺素、多巴胺、脑啡肤、P 物质、生长抑素和缩胆囊素常诱发神经元抑制性反应。
第四节脊髓上行痛觉传导束
如前面章节中所叙述，与人类痛觉冲动传导相关的脊髓至脑的上行传导通路位于脊髓的前外侧白质内。该通路为对侧机体相应区域痛觉冲动的传导通路，以下几方面的观察与该种论点有关：① 人为切断或疾病侵蚀脊髓前外1 / 4 象限白质时，引起对侧机体一定区域痛觉丧失；② 只要保留一侧脊髓前外侧114 白质，白质在其余上行传导通路全部功能障碍的情况下，也不会影响痛觉向较高级中枢传导，尤其是受阻水平以下对侧机体的痛觉的感知（同时往往伴随同侧机体的不适感）受影响较小；③ 用适当强度的刺激作用于脊髓前外侧象限白质时可以诱发痛觉。
脊髓前外侧象限白质内的上行传导束包括：脊髓丘脑束、脊髓网状束和脊髓中脑束。蹦川笋r 在对猫脊髓发生过程研究的基础上于1 889 年首次提出脊髓至丘脑投射通路的存在。列咖t 于18 男年应用M 毗hi 染色法证实脊髓前外侧象限白质内存在通向丘脑的神经通路。在随后的许多以临床镇痛为目的的外科手术切断脊髓的报道中，尽管作者的目标是切断脊髓丘脑束，但是无法考证在这类操作中，手术的选择性有多高。手术产生的镇痛效果究竟是因为切断脊髓丘脑束产生的，还是因为切断脊位丘脑束的同时也切断了脊髓网状束或脊髓中脑束才产生了确切的镇痛效果。事实上在采用脊位离断术治疗难以控制的疼痛的情况下，上述3 条脊髓上行通路均被阻断。尽管目前有一些关系到人类脊健丘脑束的实验资料，但是这些资料是不完整的。目前尚缺乏直接反映人类脊髓丘脑束神经元功能方面的资料。因此从某种意义来讲，目前尚缺乏人类脊健丘脑束与疼痛有关的论据。就目前所知，通过脊髓前外侧象限传导的感觉冲动有温度觉和触觉以及痛觉神经冲动。最接近人类的动物（猴）的研究资料表明，切断猴的前外侧索后出现对侧机体（一定范围）痛觉缺失。并且经过一段时间后痛觉逐渐恢复。这种现象与人体的情况相似。大量的（来自猴、猫和大白鼠）实验资料显示，有一大部分脊髓丘脑束细胞对伤害性刺激表现为选择性的敏感性反应。触压刺激也常常诱发这类细胞发生反应。但是这类细胞是否与触觉的产生有关尚未定论。在脊健丘脑束细胞中，有一部分细胞对触压刺激产生特异性反应，这类细胞的反应与触觉产生有关。另有一部分投射于丘脑中部的脊髓丘脑束细胞对非伤害性冷刺激比较敏感。
脊髓的前外侧象限内，还存在着其他的可能与痛觉有关的上行传导系统。脊髓网状束和脊髓
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中脑束的一些神经细胞对非伤害性刺激比较敏感。
许多施行了脊髓离断术的病例，在术后数月或者数年后痛觉逐渐恢复。同样，在以猴为对象的实验中观察到，脊髓离断术后数周或数月后动物对伤害性刺激的反应恢复。这种现象可能与脊髓丘脑束和脊髓网状束中含有的与同侧机体痛觉传导相关的神经纤维的功能活化有关；另外有实验资料提示，可能在脊髓的背侧部分存在着痛觉传导通路，其中有可能包括：脊髓颈髓束和突触后背索通路。脊髓内固有神经细胞可以通过多突触传导将痛觉冲动传人大脑。
一、脊髓丘脑束
（一）脊髓丘脑束细胞
对于脊髓丘脑束（sninothal 俪c hact ）起源神经细胞（简称为脊髓丘脑束细胞）的研究主要采用3 种技术：逆行性染色质溶解技术、逆行示踪技术和逆行标记技术。
关于对人类脊髓丘脑束细胞的分布情况及其功能的了解，显然不能使用动物实验的方法进行研究。目前只能从临床病例的观察中得到一些相关资料。比如对脊髓损伤的病例和脊髓离断病例染色质溶解情况进行研究。
染色质溶解技术也被用于对施行了脊髓离断术的猴的研究。研究发现，随脊髓前外侧索的离断，发生染色质溶解的细胞不仅仅是脊髓丘脑束细胞，还包括所有脊髓前外侧索内传导纤维的起源细胞，包括脊髓丘脑束细胞、脊髓中脑束细胞、脊髓网状束细胞以及腹侧脊髓小脑束和腹侧脊髓橄榄核束等其他传导束细胞。应用电生理技术（逆行刺激激活技术）对脊髓丘脑束细胞的研究获得特异性相关资料。
采用辣根过氧化物酶染色技术与逆行刺激激活技术相比较，有其特别的优势。因为动作电位的记录很大程度上依赖于所研究细胞的体积，所以逆行刺激激活方法所探测到的大多数为体积较大的神经元。而辣根过氧化物酶的逆行传送不依赖于实验细胞的体积，所以，采用辣根过氧化物酶技术所获得的结果更接近于脊髓丘脑束细胞在脊髓内的真实分布情况。
图6 一3 表示大白鼠、猫和猴的脊髓丘脑束细胞在脊髓内的分布情况。从这些不同的动物看到，脊髓丘脑束细胞分布于脊髓灰质的边缘区、脊髓背角灰质的较深层区域和中央联合部灰质以及腹角灰质内。同时研究显示，脊髓丘脑束细胞的分布不仅与动物的种类及脊髓不同节段水平有关，还与脊髓丘脑束细胞投射至丘脑的部位有密切关系。比如，上行纤维投射至丘脑侧部（丘脑腹侧基底复合体区域）的脊髓丘脑束细胞的分布与纤维投射至丘脑中部（丘脑中央外侧核区域）的脊髓丘脑束细胞的分布不同；以丘脑中部为投射区的脊髓丘脑束细胞主要分布于脊髓的腹角灰质内。绝大多数的脊髓丘脑束细胞发出的投射纤维分布于对侧丘脑。在大白鼠实验中发现仅有极少数脊髓丘脑束上行纤维分布于同侧丘脑；猴的腰骸膨大部分脊髓内的脊髓丘脑束细胞的纤维95 % 投射分布于对侧丘脑；骸区脊髓内26 ％脊髓丘脑束细胞的投射纤维上行分布于同侧丘脑。这部分投射于同侧丘脑的上行纤维中，有一部分的脊髓丘脑束细胞分布于Stilling 核，可能与本体感觉有关。
另外，在脊髓颈髓的第七至第八Rexed 板层内存在着另一个特殊的由脊髓丘脑束细胞形成的神经核。位于该核团内的神经细胞发出投射纤维分布于对侧或同侧丘脑。在脊髓的胸髓和上部腰髓段内，脊髓丘脑束细胞分布于第一一第十层Rex 记板层。
脊髓丘脑束细胞的轴突纤维在脑干的不同水平发出侧枝。研究资料显示，脊髓丘脑束细胞可以被施加于丘脑腹外侧的刺激逆行激活，同时也可被施加于中脑导水管周围灰质外侧的刺激激活；另外实验资料显示，大白鼠的脊髓丘脑束细胞可以被对侧丘脑和延脑网状结构的标记所显影；从猴
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的丘脑和延髓网状结构逆行刺激激活实验得到同样结果。
圈6 一3A 、C 表示经对侧丘脑逆行刺激时，可以在猫、大白段和级的脊口硬能膝大部分脊．灰质内记录到脊．丘脑柬细胞动作电位的位点D 一F 表示对侧丘脑内注射辣椒索逆行染色后．在猫、大白既和报的＊．灰质内显影的脊．丘脑束细胞
《 二）脊髓丘脑束在脊髓与脑干内的分布排列
根据脊佃前外侧象限切断和电生理实验结果显示，脊髓丘脑束纤维的排列与其相关躯体区域有一定的规律。与动物尾侧躯体感觉相关的脊髓丘脑束纤维分布于脊髓前外侧象限的背外侧部分，而与头端躯体感觉相关的脊翻丘脑束神经纤维分布于脊髓前外侧象限的腹内侧部分（见图6 一4 ）。目前学术界认为，脊髓丘脑束纤维在上行过程中，在距离脊髓丘脑束细胞一至数个脊髓节段的范围内交叉至对侧脊位前外侧象限内继续上行。相关的论据主要来自脊髓切断实验结果。脊健前外侧象限被切断以后，痛觉消失的平面往往低于切断水平数个脊做节段。有的学者将这种现象归结于脊髓切断不完全。他们将脊髓切断的范围延伸至靠近脊髓中线，可以将痛觉消失的平面提高到被切断脊髓节段所支配的皮区。而另一些学者则认为，这种痛觉消失平面与脊髓切断水平的差异是由于Usssuer 束功能受到影响所致。这些学者提出阻断Us ～束传导功能可以将痛觉消失平面提高。某些痛觉冲动可以经同侧L ? r 束上行数个节段后激活脊髓丘脑束细胞，使痛觉冲动沿脊髓丘脑束上行传人高级中枢。
（三）投射神经纤维在丘脑内终结
脊髓丘脑束纤维投射分布于丘脑内不同部位，包括丘脑后部、丘脑腹部和丘脑板层内区域。丘脑后部复合体的中央部分接受脊髓丘脑束的传人信息。与脊健上行冲动有关的丘脑腹部主要是丘脑的腹后外侧核；接受脊髓丘脑束投射纤维的丘脑板层内区域主要是中外侧核、中背侧核及其邻近相关区域。另外脊滋丘脑束还投射到以下神经核：束旁核、室旁核、旁中央核、中央核和联合核。（四）确定脊髓丘脑束细胞的电生理实验方法
理论上讲，在丘脑范围内或在脊髓丘脑束施加一定强度的刺激后，可以在脊翻丘脑束细胞记录
128 · 第二篇基础理论
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图6 一4A 、B 表示人类脊髓断面上脊触丘脑束的排列与体表感觉的对应关系C 表示猴的脊髓横断面上脊髓丘脑束纤维与相应皮肤感受野的对应关系
到细胞因受到逆行性刺激而诱发的电活动。这种逆行性激活的电活动的标准包括：可以重复的恒定的电活动潜伏期；在单发的电活动的基础上伴发高频电活动；逆行性电活动与顺行性电活动在一定时间间隔后相互撞击。确定的脊髓丘脑束细胞可以被施加于颈髓上部脊髓前外侧象限的刺激逆行激活。这些细胞应具有与已知的脊髓丘脑束细胞相似的感受野，并且分布于与脊髓丘脑束细胞相同的脊髓背角灰质区域内，具有与脊髓丘脑束细胞相同的传导速度。使用这种方法所确定的细胞大多数为脊髓丘脑束细胞，仅有极少数细胞为其他传导束细胞。
（五）脊髓丘脑束细胞对A 纤维和C 纤维冲动的反应
众所周知，痛觉感受器与肪纤维和C 纤维相连接。因此，研究刺激赫纤维和C 纤维对脊髓丘脑束细胞的作用在对疼痛机制的研究中具有重要意义。在研究中采用一系列强度不等的电刺激作用于周围神经，当传入神经冲动主要来自邓纤维时，许多脊髓丘脑束细胞被激活，发放动作电位；当电刺激强度增加至兴奋筋纤维时，可以诱发脊髓丘脑束细胞的第二轮兴奋，发放动作电位。在另外一些情况下，只有当电刺激的强度增加至激活舫纤维时才诱发脊髓丘脑束细胞产生兴奋。用阳极阻滞方法阻断邓纤维传导功能后，劫纤维冲动对脊髓丘脑束细胞的作用持续存在，并且呈现作用增强。
周围神经中，C 纤维冲动可以激活脊髓丘脑束细胞。在重复刺激的条件下，C 纤维冲动激活脊
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髓丘脑束细胞的作用更为明显而有效。提示这种效应与脊髓丘脑束细胞电活动的时间累计有关。研究结果显示，施加于皮肤或者是混合周围神经的刺激诱发的赫和C 纤维冲动可以激活脊髓丘脑束细胞；部分脊髓丘脑束细胞可以被来自肌肉的第一组传人纤维所携带的神经冲动激活，但是作用比较微弱。来自肌肉第二组和第三组传人纤维的冲动对脊髓丘脑束细胞的作用比较明显而有效。第四组肌肉传入纤维冲动可以激活脊髓丘脑束细胞，但是该方面的实验资料尚不多，有待进一步研究。
实验显示，来自内脏神经舫和C 纤维冲动可以激活某些位于中段胸髓的脊髓丘脑束细胞。刺激支配心脏的交感神经可以檄活上段胸髓内脊髓丘脑束细胞。
（六）脊髓丘脑束细胞对自然形式刺激的反应
并非所有的劝和C 纤维所携带和传导的神经冲动都来源于痛觉感受器，因此刺激Aa 和C 纤维所诱发的神经冲动的作用不一定代表痛觉感受器激动的相同作用。比如舫纤维内含有来自毛发的机械刺激感受器的传人纤维成分；C 纤维内含有来自温度感受器的传人纤维成分。在施加不同强度机械刺激于皮肤的条件下，一些脊髓丘脑束细胞选择性地对非伤害性刺激发生反应；更多的脊髓丘脑束细胞对非伤害性刺激发生反应并且对伤害性刺激表现出更加强烈的反应；另外一些脊髓丘脑束细胞仅对伤害性刺激发生反应。上述这几种脊髓丘脑束细胞被分别称作低阑值细胞、广域细胞（多元感觉细胞）和高阑值反应细胞（选择性伤害性刺激反应细胞）。还有一类脊髓丘脑束细胞仅对来自深部组织感受器冲动（如肌肉组织）发生反应。这类神经元被称作深部感受脊髓丘脑束细胞。
与痛觉有关的脊髓丘脑束细胞为广域细胞和高阑值反应细胞。这2 类脊髓丘脑束细胞的反应特性如图6 一5 所示，但是，关于这2 类脊髓丘脑束细胞是否具有相似的生理学功能或者是否具有独立的生理学功能，目前尚不清楚。大多数广域反应细胞和高闭值反应细胞对施加于相关皮肤感受野内的不同强度的热刺激呈现程度不等的反应。这些细胞的刺激反应特性与人类受试者的行为反应很相似如图6 一6 所示。
伤害性化学刺激可以激活脊髓丘脑束细胞。正如玩姐nte 等1 卯5 年报道，肌内注射高渗氯化钠溶液可以激活动物和人类的脊髓丘脑束细胞。刺激内脏神经可以激活一定脊髓节段内的脊髓丘脑束细胞，比如刺激心脏交感神经纤维可以激活上胸段内的脊髓丘脑束细胞。Blair 等1981 报道，研究中发现这些可以被刺激心脏交感神经纤维所激活的脊髓丘脑束细胞，往往具有一个沿上肢尺侧分布的皮肤感受野。这一现象可能与心绞痛发作时的牵涉痛的产生有关。位于上段腰髓内的脊髓丘脑束细胞可以被来自辜丸的刺激（如挤压刺激、氯化钾盐刺激和热刺激）激活。膀胧的过度充盈也是位于上段脊髓内脊髓丘脑束细胞的有效刺激。位于能髓段的脊髓丘脑束细胞可以被膀胧充盈刺激所激活，但是不被来自肇丸的伤害性刺激所激活。位于下段胸髓和上段腰髓内的脊髓丘脑束细胞的感受野位于两侧腹部。能髓内的脊髓丘脑束细胞的皮肤感受野位于排区即下肢的中央部分或者尾部。尽管有一种关于牵涉痛的假说认为，牵涉痛的产生是由于某些痛觉感受器的传入纤维分支分布于不同组织而产生的，但是来自不同组织的感觉冲动沿着一定的传人神经纤维聚集于机体的感觉传导束细胞，如脊髓丘脑束细胞，也是牵涉痛产生的重要机制。
（七）投射于丘脑中部的脊髓丘脑束细胞的反应特点
目前从动物（猴）实验资料来看，投射至丘脑中部的脊髓丘脑束细胞与投射至侧丘脑的脊髓丘脑束细胞相比较，前者在脊髓内分布于比较靠腹侧的区域。许多投射于丘脑中部的脊髓丘脑束细胞具有很广阔的感受野，常常覆盖机体全部表面和面部。这些神经细胞大部分属于高阂值细胞，少部分为广域感觉细胞。动物研究资料表明，这些脊髓丘脑束细胞的感受野对包括脑干在内的神经
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图6 一5 表示广域反应细胞或者多元感受细胞（A ）和高问值反应细胞《 B ）的反应特性，加减号分别代表兴奋性和抑制性感受野．纵坐标表示反应强度，横坐标表示时间
结构环具有依赖性。研究显示，在给动物施行颈部上段脊髓横断术以后，原先感觉野广阔的脊髓丘脑束细胞的感受野萎缩至仅保留同侧后肢皮肤范围。提示，来自机体其他部位和面部的神经冲动对这类位于腰骼膨大部分脊髓内的脊髓丘脑束神经元具有激活作用。这种激活作用是通过脑下行至脊髓的传导束实现的。
（八）辣椒素对脊髓丘脑束细胞的作用
动物（猴）实验资料表明，将辣椒素作用于猴的周围神经，最初引起脊髓丘脑束细胞的激活；随后，弓l 起初级传人神经纤维对伤害性刺激的传导阻滞。从神经纤维的分类来讲，辣椒素可以引起C 多元痛觉感受器和部分赫纤维传导阻滞。从而导致正常状态下与皮肤伤害性热刺激感受有关的C 多元痛觉感受器功能障碍。
（九）麻醉对脊髓丘脑束细胞的影响
目前，已经有学者对于麻醉对脊髓丘脑束细胞的影响进行过研究。实验所用的动物是未麻醉的、去大脑或者脊髓化的动物。结果提示，小剂量的戊巴比妥钠（10 呵kg ）未引起脊髓丘脑束细胞对周围感受野内刺激的反应，反而，这些脊髓丘脑束细胞对C 纤维的反应性增强。
（十）脊髓丘脑束细胞感受野的排列
大多数投射于丘脑腹后外侧核的后肢部分的脊髓丘脑束细胞的感受野位于机体对侧后肢；投
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图6 一6 表示一组脊砚丘脑束细胞对不同强度的伤害性热刺激的反应情况第I 列表示广域反应细胞或者多元感受细胞的反应情况；第n 列表示高闹值细胞对同样刺激的反应情况；第m 列表示别外一个细胞对伤害性刺激的反应情况
射于丘脑中部和投射于髓板内复合体旁中央核的脊髓丘脑束细胞的感受野很广阔，往往覆盖整个机体表面和面部；那些发出分支同时投射至丘脑腹后外侧核和旁中央核的脊髓丘脑束细胞的感受野与只投射于丘脑腹后外侧核的脊髓丘脑束细胞的感受野相同。
脊髓丘脑束细胞除了具有兴奋性感受野以外，在机体的另一些区域内存在能够产生对脊髓丘脑束细胞具有抑制性作用的冲动的感受野。广域脊髓丘脑束细胞具有很广阔的抑制性感受野，包括大部分体表和头面部。高阑值（伤害性刺激特异感受）脊髓丘脑束细胞的感受野占据比较广阔的区域。在某些情况下，抑制性感受野和兴奋性感受野具有相同的分布区域，并且抑制性感受野的抑制作用可以由激活敏感性机械刺激感受器而诱发。通常，抑制作用仅局限于对伤害性传人冲动起限制作用。因此，伤害性刺激冲动传人脊髓后，一方面使一部分脊髓丘脑束细胞兴奋；另一方面，使另一部分（大部分）脊髓丘脑束细胞抑制，形成伤害性刺激感觉系统内的差异作用。
（十一）周围神经刺激对脊髓丘脑束细胞的持续性抑制
当周围神经受到重复刺激数分钟以后，脊髓丘脑束细胞即开始表现受到抑制，这种抑制作用可以持续数分钟。用频率为2112 的刺激作用于膝总神经，经过巧min 脊髓丘脑束细胞对来自另外刺激膝肠神经的A 纤维和C 纤维的反应性降低。对C 纤维的反应性的抑制程度大于对A 纤维刺激冲动的反应性。对C 纤维的反应性的抑制作用可以持续20 一30 而n 。
从周围神经纤维的种类以及所施加刺激的频率来讲，肪纤维受到频率为20 孤的刺激时对脊髓丘脑束细胞的抑制作用表现最强。邓纤维的冲动所诱发的对脊髓丘脑束细胞的抑制作用远远
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弱于舫纤维冲动的抑制作用。C 纤维冲动引起的脊髓丘脑束细胞的抑制作用呈现递增型。以上实验资料提示，经皮刺激周围神经所诱发的镇痛作用以及针刺镇痛作用的发生可能与上述作用机制有关。
（十二）脊髓丘脑束细胞的药理学反应性
将存在于背根神经节细胞和脊髓背角神经元内的神经活性物质用电离子渗人技术作用于脊髓丘脑束细胞，得到以下结果。谷氨酸可以兴奋脊髓丘脑束细胞。P 物质通常引起脊髓丘脑束细胞的兴奋，但是有时也诱发对脊髓丘脑束细胞的抑制作用。蛋氨酸脑排肤和亮氨酸脑排肤对脊髓丘脑束细胞具有抑制作用。这种抑制作用可以被纳洛酮所拮抗。生长抑素、神经降压素、ATP 和其他存在于脊髓背角或脊髓初级传人神经纤维内的化学物质对脊髓丘脑束细胞的作用目前尚不清楚。某些存在于脑― 脊髓下行纤维末梢的神经递质，如5 一经色胺、去甲肾上腺素和多巴胺对脊髓丘脑束细胞均有抑制作用。甘氨酸、下一氨基丁酸（GABA ）和乙酞胆碱对脊髓丘脑束细胞也具有抑制作用。
（十三）脊髓丘脑束在痛觉传导中的作用
从灵长类动物实验资料来看，脊髓丘脑束细胞对来自肪纤维、C 纤维和皮肤、肌肉及内脏伤害性刺激的反应性提示，脊髓丘脑束在痛觉或者伤害性刺激冲动的传导中发挥重要作用。结合临床观察资料，可以判定脊髓丘脑束在人类痛觉的传导中具有重要意义。这里要指出的是，在强调脊髓丘脑束细胞在痛觉传导中的作用的同时，不能忽略脊髓内其他上行传导系统在痛觉传导中的作用。从脊髓丘脑束细胞对周围刺激的反应特性的分析，可以解释或者部分解释机体出现的某些特殊痛觉相关反应，如痛觉过敏、牵涉痛和中枢痛时的机体反应。脊髓丘脑束细胞发出投射纤维分布于延髓网状结构和丘脑中央核包括旁中央核，提示脊髓丘脑束在机体保持觉醒状态和对伤害性刺激的躲避动作反应方面发挥作用。丘脑旁中央核与中枢运动系统的连接也提示，脊髓丘脑束与机体对伤害性刺激的运动性反应有密切关系；丘脑的众多神经核与大脑皮质具有广泛联系，提示脊髓丘脑束在机体觉醒中发挥作用。
在前面章节中谈到，痛觉过敏可以分为初发和继发2 种。痛觉过敏的发生以中枢机制为主。实验中观察到，脊髓丘脑束细胞对其感受野内被伤害性热刺激损伤皮肤周围皮区的轻触觉刺激表现反应性增强。提示脊髓丘脑束细胞与痛觉过敏的产生有密切关系，痛觉过敏不仅仅是由于周围组织内感受器被致敏而产生的。
在牵涉痛的发生机制方面，脊髓丘脑束发挥重要作用。脊髓丘脑束细胞（不排除其他脊髓上行传导束细胞也具有同样的功能）汇聚了来自皮肤、肌肉和内脏的刺激冲动，然后上传至大脑。而在大脑水平缺乏对冲动的进一步的辨别能力，而是根据机体成长过程中的经验，判断痛觉发生部位。机体哪一部位受到刺激最频繁，在大脑内产生印象性的感觉经验越多，并且以此判断痛觉的来源。因此在牵涉痛发生的情况下，往往表现为机体体表的某一区域的“痛觉”伴随肌肉或内脏的伤害性刺激同时发生。
中枢痛有时发生于脊髓丘脑束细胞。从大脑下行至脊髓的传导束，有些对脊髓丘脑束细胞起兴奋作用，有些起抑制作用。在某些情况下这种正常状态下的平衡失调，导致脊髓丘脑束细胞的功能状态异常，表现为脊髓丘脑束细胞所发放的背景冲动的改变。这种变化了的冲动模式传人大脑被“认为”是来自周围组织的伤害性刺激冲动即痛觉。到目前为止，虽然没有支持上述论点的直接论据，但是理论上推测，上述机制可以发生于“中枢痛”或“去传人神经痛觉”。上述发生机制中的诱发病因可以发生于痛觉传导系统中的任何部位。脊髓丘脑束也是这一系统中的不可忽略的构成成分。
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二、脊髓网状束
（一）细胞起源
关于脊髓网状束（sPi 一cular 魄t ）细胞起源的研究，主要以机能研究即采用逆行刺激和细胞电活动记录和形态学研究即采用逆行标记染色的方法，对脊髓网状束细胞在脊髓内的分布进行研究。研究对象主要包括大白鼠、猫和猴。脊髓网状束细胞在脊髓内的存在与分布情况在上述不同种类动物间基本相似。在猴体内发现，有更多的神经元分布于颈部，明显多于腰能膨大区。尤其是高位颈髓内密集存在着脊髓网状束细胞。图6 一7 表示猴脊髓内脊髓网状束细胞的分布情况。绝大多数的脊髓网状束细胞分布于第七板层和第八板层，在其他板层灰质内，包括第一板层和第五板层内也存在有脊髓网状束细胞。颈髓内的脊髓网状束细胞有的向同侧脑干发出投射纤维，有的向对侧脑干发出投射纤维。这2 种脊髓网状束细胞的数量基本相等。在腰能膨大区内，向对侧脑干发出投射纤维的脊髓网状束细胞占大多数。
圈6 一7 表示猴脊．灰质内脊．网状束细胞的分布位点
采用双重标记技术研究结果显示，脊髓内有一些神经元既向脑干网状结构也向丘脑发出投射纤维。电生理研究也有类似的发现，有些脊髓灰质内的神经元既可以被脑于网状结构的刺激所逆行激活，又可以被丘脑内和中脑内的刺激所激活。这样有些神经元可以称为多重身份神经元，即这部分神经元既属于脊髓网状束细胞，也属于脊髓丘脑束细胞或脊髓中脑束细胞。有一部分可以被来自网状结构和丘脑的刺激所激活的神经元位于脊髓腹角的特定神经核。在数量方面，脊翻网状束细胞具有与脊髓丘脑束细胞相同的数量。但是，脊髓的前外侧象限损伤后引起的脑干网状结构
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134 · 第二篇基础理论
蜕变反应程度大于丘脑出现的反应。一种解释认为，在一定染色技术条件下，脊髓丘脑束细胞被显色而脊髓网状束细胞未被显影。另外有学者认为，脊髓网状束细胞的数量与脊髓丘脑束细胞的数量相当，但是，脊髓网状束细胞的轴突纤维分支出更多的末梢终端。由此导致了蜕变反应的差异。（二）脊髓网状束在脊髓和脑干内的排列分布
脊髓网状束与脊髓丘脑束位于脊髓的腹外侧象限。进入延髓后，脊髓网状束穿行于锥体的后外侧方。部分传导束纤维继续沿侧方上行，最后终结于侧网核（属于小脑的中继神经核）。另一部分脊髓网状束纤维上行，终结于网状结构中央部分。
（三）网状结构内的终结神经核
关于人类和动物的脊髓网状束在网状结构内终结的研究显示，在延髓的尾部，脊髓网状束终结于Retro 助abigUolls 核、棘上核和延髓内侧核的背侧与腹侧。向头端走行进脊髓网状束终结于侧网状核、巨细胞神经核、束间舌下神经核和罗勒核。在橄榄核的下方，脊髓网状束向旁巨细胞外侧核和背侧核以及缝核发出投射纤维。在脑桥的尾侧终结于脑桥中央尾核。进一步靠近头端，投射纤维终结于脑桥中央口核。
在研究脊髓网状束细胞起源中，逆行激活的方法被广泛使用，即将电极（甚至多个电极）插人网状结构，然后在脊髓灰质内探寻反应神经细胞。这种技术的弊端是，可能将一部分经网状结构上行的传导束激活，往往将这部分纤维的投射细胞归人脊髓网状束细胞。实际上，这部分纤维的终结点并非网状结构。
（四）脊髓网状束神经细胞的电生理反应特性及在痛觉产生中的作用
实验研究显示，许多脊髓网状束细胞属于痛觉感受细胞。这些脊髓网状束细胞的感受野与脊髓丘脑束细胞相似。实际上有一部分脊髓网状束细胞也就是脊髓丘脑束细胞。这部分神经细胞向丘脑发出投射纤维，但是也向延髓发出侧枝。因此，可以在网状结构内激活这部分脊髓丘脑束细胞。研究结构还显示刺激网状结构可以诱发动物的厌恶反应。所以，目前认为延髓网状结构参与了机体对伤害性刺激（痛觉）反应中的情绪反应结构的组成，并且网状结果在痛觉引起的情绪反应中所发挥的作用大于在感觉分辨中的作用。
三、脊髓中脑束
（一）细胞起源
目前对脊髓中脑束的起源细胞已采用辣根过氧化物酶染色法和电生理方法对动物包括猴、猫和大白鼠进行了大量的研究。脊髓中脑束细胞在脊髓灰质内的分布与向腹侧基底复合体发出投射纤维的神经束细胞相似，而不同于向延脑发出投射纤维的神经细胞的分布。有趣的是，在中脑内注射辣根过氧化物酶后，更多的细胞显影于脊髓灰质的第一板层内。
发出纤维投射于中脑的神经束细胞与纤维投射至丘脑腹后侧核的神经束细胞在脊髓灰质内具有相似的分布排列。电生理研究也证实，同一组神经元，可以被施加于丘脑的刺激和旁中央导水管灰质区的刺激逆行激活。
（二）脊髓中脑束在脊髓和脑干内的排列分布
脊髓中脑束在脊髓腹侧白质内伴随脊髓丘脑束上行。在大白鼠体内发现，部分脊髓中脑束纤维沿脊髓背侧索上行。脊髓中脑束伴随脊髓丘脑束上行至延脑峡部。脊髓中脑束向中央、向头端走行终结与中脑区域内。
（三）中脑内的终末神经核
在人类与动物（猴、猫、兔和大白鼠等），脊髓中脑束在中脑内存在着对应的投射纤维终结区域。
第六章疼痛相关形态学及生理学· 135
脊髓中脑束发出投射纤维向四叠体上丘、丘间神经核、旁中央导水管周围灰质侧方、楔状核、Daxk - sche 初ts 核和Edin 罗卜Westphal 核。
（四）确定脊髓中脑束细胞的生理学方法
确定脊髓中脑束细胞比较容易。采用逆行刺激激活的方法将刺激电极放置于中脑区域内，将电流刺激的强度降低到一定程度，避免激活脊髓丘脑束，然后在脊髓灰质内寻找和认定脊髓中脑束细胞。
（五）脊髓中脑束细胞的电生理反应特点及在痛觉产生中的作用
关于向顶盖腹侧的中脑发出投射纤维的脊髓中脑束细胞的研究报道很少。但是就目前的研究结果来看，这部分神经束细胞与痛觉的传导有关。
人类外科手术病例观察提示，脊髓中脑束与痛觉传导有密切关系。尽管目前的研究显示，在中脑水平阻断脊髓丘脑束的传导功能可以达到镇痛的效果，但是这种镇痛往往伴随着中央性感觉障碍出现。采用外科手术方法破坏脊髓丘脑束附近部分的神经组织导致痛觉减轻。这一发现提示，中脑的中央部分参与构成慢性痛觉传导系统。破坏动物的旁中央导水管周围灰质诱发动物伤害性反应。
电生理研究显示，中脑神经核在痛觉传导中发挥重要作用。用电流刺激人体旁中央导水管周围灰质，可以诱发弥散性痛觉和恐惧感。刺激动物的该区域，可以诱发动物产生愤怒反应（并且伴随尖叫）。另外一些研究发现，刺激旁中央导水管周围灰质诱发镇痛作用。
总之，脊髓中脑束参与机体的痛觉传导。脊髓中脑束通过激活中脑神经细胞，实现对痛觉冲动的信息处理、综合并传向丘脑，从而实现更高级的感知功能。从中脑向丘脑腹侧发出的投射纤维可能就发挥上述作用。另外，由旁中央导水管周围灰质向丘脑中部和丘脑肢发出的投射纤维，在情绪反应中发挥作用。脊髓中脑束细胞的痛觉冲动参与中枢下行性痛觉调节系统的痛觉调节作用，比如在脊髓水平的调节作用。
四、脊髓背侧可能与痛觉传导有关的上行传导束
正如前文所述，在人类和猴体内发现，实施脊髓离断术一段时间以后，痛觉逐渐恢复。对这种现象的解释中有一种认为，痛觉的恢复是由于脊髓内某些易变结构，包括存在于除脊健前外侧象限内的上行传导束发生变化所致。比如，痛觉可以经过脊髓丘脑束的同侧上行纤维成分而进人高级中枢。另外，位于脊髓背侧部分的传导系统也可能参与了该情况下痛觉的上行传导。研究结果显示，猫体内最有潜在可能参与痛觉传导的位于脊髓背侧的传导束是脊髓颈髓束和突触后传导系统。痛觉的传导对脊髓内固有传导系统的依赖性与对脊髓内上行束传导系统相比较具有等同的重要性。因此认为脊髓内固有传导系统的作用可能与脊髓离断后的痛觉恢复有关。
五、脊髓颈髓束
（一）侧颈部神经核
人类机体内是否存在着脊髓颈髓束目前尚未定论。在许多动物如猫、狗、大白鼠和洗熊等发现，脊髓颈髓束与位于第1 第2 颈髓内的独立神经核团― 侧颈髓核形成突触联系。研究人员观察到，在一部分人类个体内，存在有类似侧颈髓核的神经核团，而不是在所有人类个体内均能发现。学者们认为，在人类脊髓内存在着一个脊髓颈髓丘脑传导系统，但是位于颈髓上部的中继神经核有一部分个体存在于脊髓灰质内。蜕化反应的观察结果也支持人类体内存在脊髓颈健丘脑传导系统。
136 · 第二篇基础理论
（二）起源细胞
脊髓颈髓束细胞在脊髓内分布情况的研究，与对脊髓内其他上行传导束细胞的研究一样，多采用逆行刺激激活和辣根过氧化物酶传递标记技术。研究显示脊髓颈髓束细胞主要分布于脊髓灰质的第三、四和第五板层内。
（三）脊髓颈髓束的排列与终结
脊髓颈髓束沿背外侧索上行，终结于第一和第二颈髓段的侧颈髓核内。侧颈髓核神经元发出投射纤维向对侧腹侧索穿行，然后向头端行进到达脑干，加人内侧丘系并且上行穿人丘脑和其他神经结构。侧颈髓核的投射纤维投射于以下结构：腹后外侧核、后复合体的内侧部分和中脑。（四）脊髓颈髓束细胞的确认
使用电生理实验方法对脊髓颈髓束细胞确认时，往往采用将电刺激电极置于颈3 水平而不是颈l 水平，然后在脊髓背角灰质内寻找可以被激活的神经细胞。但是，在这种情况下应该注意，所确认的脊髓颈髓束细胞与另外一群神经细胞的鉴别。这种神经细胞与上段颈髓内的脊髓丘脑束细胞发生联系并且将机体广泛区域的感觉信息传人高级神经中枢。
（五）脊髓颈髓束细胞的反应特征
最初发现脊髓颈髓束的实验表明，脊髓颈髓束具有传导触觉的功能。随后的研究发现，某些伴随脊髓颈髓束的传导纤维可以被屈曲发射传人冲动和低阂值机械刺激感受器传人冲动所激活。脊髓颈髓束不仅与触觉有关，而且可以被伤害性刺激冲动激活，这些伤害性刺激可以来自周围组织，也可以来自肌肉和内脏。
六、突触后背索通路
（一）细胞起源
采用辣根过氧化物酶逆行传导标记技术研究结果表明，在动物（大白鼠、猫和猴）体内，突触后背索通路的起源细胞集中分布于第三和第四板层。有少数分散分布于第一、第二板层和腹角内。位于第三板层内的细胞可以向背侧发出纤维进人第一板层；另一部分细胞发出的投射纤维进人对侧丘脑。因此这部分细胞兼有突触后背索通路起源细胞和脊髓丘脑束细胞的特征。（二）突触后背索通路的排列与投射纤维的终结
突触后背索通路主要沿脊髓背索深部上行，有一部分沿脊髓的背侧索上行传导，上行投射纤维终结于背索核。投射纤维的排列与纤维所携带的冲动来源的体表分布具有一定的对应关系。位于腰髓内细胞的投射纤维终结于薄束核，而位于颈髓内细胞的投射纤维终结于楔束核。部分神经细胞向背索核发出投射纤维，同时也向对侧丘脑发出投射纤维。这部分神经细胞具有突触后背索通路细胞和脊髓丘脑束细胞的特征。
（三）突触后背索通路神经细胞的反应特性
实验观察结果显示，突触后背索通路神经细胞具有几种不同类型的反应特征。有些细胞的反应特点类似于低阂值细胞，有一部分与其他上行传导束如脊髓丘脑束细胞中的广域细胞相似，有一部分细胞明显具有伤害性刺激反应特性，也有极少部分细胞表现为伤害性刺激特异反应性。这部分细胞可能在痛觉传导中发挥一定作用。
（四）脊髓颈髓束和突触后背索通路在痛觉传导中的作用
在动物研究中发现，脊髓背侧存在着与痛觉传导有关的传导通路。因此有人推测，脊髓颈髓束和（或）背索传导通路可能与动物的伤害性刺激冲动的传导有关。在人类和灵长类动物施行前外侧脊髓离断术后产生镇痛，表明痛觉传导通路主要集中在脊髓的腹侧部分。在脊髓离断一定时间后，
第六章疼痛相关形态学及生理学· 137 痛觉的恢复可能与位于脊髓背侧部分的痛觉传导通路的活化与“启用”有关，但是这一论点目前还是一种推测。有些学者提出，背索传导通路与痛觉的调节有关，刺激背索可以诱发镇痛作用。七、刁，结
1 ．在人类，脊髓前外侧象限在痛觉传导中具有重要意义，这一结论基于临床病例观察结果。2 ．脊髓前外侧象限内与伤害性刺激冲动传导相关的重要传导束有：脊髓丘脑束、脊髓网状束和脊髓中脑束。
3 ．目前尚缺乏反映人体脊髓丘脑束细胞和其他投射传导束细胞反应特性的直接资料，目前只能从动物实验结果推断人体内的情况。
4 ．动物实验显示，脊髓丘脑束细胞具有伤害性刺激冲动传导作用和其他感知功能。5 ，许多脊髓网状束细胞和脊髓中脑束细胞与伤害性刺激冲动的传递密切相关。6 ．手术切断脊髓的前外侧象限一段时间后，患者的痛觉有可能恢复。因此在人类和某些动物，如猫在脊髓背侧部分存在着潜在的痛觉传导通路，手术后这部分通路逐渐开始发挥作用而导致痛觉恢复。
7 ．目前有数种实验技术可以用于脊髓丘脑束细胞在脊髓灰质内分布情况的研究。动物实验研究结果显示脊髓丘脑束细胞分布于脊髓的边缘区、背角灰质较深层板层内、灰质联合区和脊髓腹角灰质内。向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞，主要分布于脊髓背角灰质的第一和第五板层，而向丘脑中央外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞集中分布于脊髓腹角灰质内。大多数脊髓丘脑束细胞向对侧丘脑发出投射纤维，但是，在颈髓和骼髓内存在向同侧丘脑发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞。
8 ．脊髓丘脑束细胞向脑桥延髓的网状结构和中央导水管周围灰质发出分支投射纤维。9 ．在猴的脊髓内，脊髓丘脑束细胞的数量大约在数千个。
10 ．关于脊髓丘脑束纤维在何水平发生交叉的问题，临床认识存在分歧。一种观点认为，脊髓丘脑束纤维的交叉发生于脊髓丘脑束细胞所在脊髓节段内；而另一种观点认为，脊髓丘脑束细胞发出投射纤维在上行5 个脊髓节段的距离范围内完成交叉。
1 1 ．在脊髓的前外侧象限内脊髓丘脑束的排列与体表感觉分布具有对应关系。这一论点得到临床病例观察结果的支持，也得到猴实验观察体表感觉野与脊髓丘脑束纤维分布的对应关系资料的支持。
12 ．动物实验观察到，在脊髓前外侧象限内，靠近外侧的脊髓丘脑束纤维投射于腹侧基底复合体，而位于中央侧的脊髓丘脑束纤维投射于中央丘脑部分。
13 ，脊髓丘脑束在脑干内位于下橄榄核后外侧方，与外侧丘系相邻。
14 ．在人类和猴，脊髓丘脑束纤维投射终结于丘脑的腹后外侧核。大白鼠的情况与人类和猴相同，而在猫只有少量的投射纤维终结于丘脑的腹后外侧核，大多数的投射纤维终结于腹后外侧核相邻的丘脑腹侧部分。在不同的动物，均有脊髓丘脑束投射纤维终结于后复合体内侧部分和板层复合体的中央外侧部分。另外，投射纤维的终结区还包括：束旁核、中央内侧核和旁中央核。15 ．在人类和猴，脊髓丘脑束在丘脑腹后外侧核的终结与体表分布具有对应关系，而在丘脑的其他区域内未见到这种对应关系。
16 ．使用电生理实验方法，从丘脑逆行激活并且辨认存在于脊髓内的脊髓丘脑束细胞，使用未麻醉动物进行该方面的研究有一定困难。但是采用去皮质动物或者未麻醉的、脊髓化的动物模型在上段颈髓内找到类似脊髓丘脑束细胞的神经细胞。
138 · 第二篇基础理论
17 ．脊髓丘脑束细胞可以被来自肪和c 纤维的神经冲动激活，来自肌肉和腹腔的高阂值神经冲动对脊髓丘脑束细胞也具有激活作用。
18 ．根据脊髓丘脑束细胞对不同强度机械性刺激作用于皮肤后的反应情况，可以将脊髓丘脑束细胞分为低闭值细胞、广域细胞和高阂值细胞或。另外，还有一部分脊髓丘脑束细胞对来自深部组织的刺激比较敏感，这部分脊髓丘脑束细胞被称“深部细胞”( deeP ceus ）。
19 ．伤害性刺激（而不是机械性刺激）能够激活许多脊髓丘脑束细胞。这里指的伤害性刺激包括伤害性热刺激或者伤害性冷刺激作用于机体的皮肤，动脉内注射致痛性化合物，肌内注射高渗性盐水，阻塞冠状动脉，对攀丸的伤害性机械刺激、化学刺激或热刺激和膀胧的过度充盈。所有这些刺激均能激活脊髓丘脑束细胞。
20 ．可以被内脏刺激激活的脊髓丘脑束细胞的皮肤感受野的分布与人类牵涉痛发生时皮肤痛感区分布情况相似，提示皮肤与内脏感觉冲动的聚集可能是牵涉痛觉产生的原因。
21 ．向丘脑中央部分发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞分布于脊髓灰质的比较靠近腹侧部分灰质内，而向丘脑外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比较靠近背侧部分灰质内。向丘脑中央部分发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞具有广阔的感受野（包括整个体表和面部）。这种感受功能依赖于脊髓以上中枢所构成的环状结构，网状结构可能参与了该环状结构的组成，因为刺激网状结构可以诱发这种脊髓丘脑束细胞的强烈反应。
22 ．辣椒素作用于周围神经引起脊髓丘脑束细胞的短暂的兴奋性反应。随后来自C 纤维和Aa 纤维的冲动减弱，脊髓丘脑束细胞对伤害性机械刺激的反应轻微降低而对伤害性热刺激的反应性明显减弱。
23 ．与脊髓丘脑束细胞相似的神经细胞，其在脊髓灰质内的分布情况以及轴突纤维的传导速度都难以与脊髓丘脑束细胞区分。小剂量的巴比妥类药物并不能降低这类细胞的反应性，甚至在某些情况下，细胞的反应性增强。
24 ．除了兴奋性感受野以外，脊髓丘脑束细胞还具有抑制性感受野。在某些情况下，产生抑制性感受野的部分原因可能与同一感受野内的敏感性机械刺激感受器受到刺激所致。在更多的情况下，抑制作用的产生是由于远离兴奋性感受野的机体其他皮肤区域受到伤害性刺激所引起。这种抑制性感受野更多见于广域细胞。这种抑制性感受野可以扩展延伸至整个机体表面和面部。这种抑制性感受野不同于“弥散性伤害性刺激抑制对照区”，这种抑制性对照区随刺激的终止而消失；这种抑制性感受野在脊髓离断后仍然可以存在。
25 ．持续性周围神经刺激可以产生对脊髓丘脑束细胞的长时间的抑制作用。诱发这种抑制作用的神经刺激冲动以来自筋纤维的刺激冲动最有效。其次是来自c 纤维的刺激冲动，而来自邓纤维的冲动在这方面的作用不明显。对脊髓丘脑束细胞的抑制作用随刺激的强度的增加而增强。这种抑制作用也可能是针灸或者经皮神经刺激产生镇痛作用的机制。
26 ．脊髓丘脑束细胞可以被经过电离子渗透技术使用的谷氨酸和P 物质所兴奋。P 物质、蛋氨酸一脑啡肤、亮氨酸一脑啡肤、5 一经色胺、去甲肾上腺素、多巴胺、甘氨酸、y 一氨基丁酸钠和乙酞胆碱均能抑制脊髓丘脑束细胞。
27 ．脊髓丘脑束细胞可能与机体的痛觉、与痛觉伴随的情感反应、痛觉过敏、牵涉痛、甚至和中枢痛有关。
28 ．脊髓网状束起源细胞在脊髓内的分布不同于那些向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞。大部分的脊髓网状束细胞分布于脊髓灰质的第七和第八板层。
29 ．从脊髓颈膨大发出的脊髓网状束投射纤维有的交叉到对侧，有的沿同侧上行；从脊髓腰膨
第六章疼痛相关形态学及生理学· 139
大发出的脊髓网状束投射纤维主要交叉到对侧上行。
30 ．有些脊髓网状束细胞同时也是脊髓丘脑束细胞。
3 1 ．猴的脊髓网状束细胞的数量与脊髓丘脑束细胞的数量相等。脊髓离断后的蜕化反应程度在网状结构内大于丘脑内的蜕化反应程度，表明向网状结构内投射纤维的分枝多于向丘脑内投射纤维的分枝，而不是由于脊髓内上行传导束神经细胞的数量不同所致。
32 ．脊髓网状束与脊髓丘脑束一同在脊髓前外侧象限白质内上行。
33 ．脊髓网状束纤维终结于众多的神经核。这些神经核包括：后模糊核、棘上核、延髓中央核、巨细胞核、束间舌下核、罗勒核、旁巨细胞外侧核、旁巨细胞背侧核、脑桥中央尾核和脑桥中央口核。34 ．在采用逆行刺激方法确定脊髓网状细胞时应注意避免刺激近头端的投射纤维。35 ．有些脊髓网状细胞具有体表感受野。伤害性刺激作用于这些感受野可以激活这些脊髓网状细胞。
36 ．目前尚不清楚，是否网状细胞可以将与痛觉有关的鉴别性信息传向高级中枢。但是研究结果表明，网状结构参与痛觉相关的情绪反应。
37 ，脊髓中脑束细胞在脊髓灰质内的分布与那些向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞的分布情况相同。脊髓中脑束细胞主要集中分布于脊髓灰质的第一和第五板层内。38 ．某些脊髓中脑束细胞也是脊髓丘脑束细胞，同时向中脑和丘脑发出投射纤维。39 ．脊髓中脑束细胞与脊髓丘脑束细胞伴行于脊髓和脑干内。从峡部开始脊髓中脑束向背侧和内侧走行。
40 ．脊髓中脑束在中枢内的终结区包括：上丘的深层、丘间神经核、外侧中央导水管周围灰质、楔状核、Dal 匆刘洲衍tz 核和碱n 邵叮一W ' tPb 司核。
41 ，对大白鼠的实验表明，许多脊髓中脑束细胞对伤害性刺激具有比较敏感的反应性。42 ，脊髓中脑束细胞可能在痛觉传导中发挥一定作用。采用外科手段，阻断中脑内侧部分所引起的镇痛作用明显强于单纯破坏中脑内的脊髓丘脑束的镇痛效果。损伤动物的中央导水管周围灰质可以诱发痛觉过敏，刺激这一区域可以诱发动物明显的痛苦反应。刺激中央导水管周围灰质或相邻区域可以引起镇痛作用。脊髓中脑束在痛觉的传导和痛觉的调节过程中发挥重要作用。43 ．脊髓背侧传导通路可能在伤害性刺激冲动的传导中发挥重要作用，并且可能是导致脊髓离断后痛觉恢复的原因。
科．脊髓颈髓束细胞集中分布于脊髓灰质的第三、第四和第五板层内。
45 ．脊髓颈髓束冲动在外侧颈髓核中继后交叉上行，穿过脑干与内侧丘系伴行。46 ．目前在确认脊髓颈健束细胞方面存在一定困难，主要的问题是脊髓颈髓束细胞的纤维轴突终结于上部颈髓灰质内而不是在外侧颈髓核。
47 ，脊髓颈髓束细胞与触觉和痛觉有密切关系。这些广域细胞在痛觉中发挥作用。48 ．关于外侧颈髓核在痛觉中的作用有待进一步研究。
49 、脊髓内突触后背索通路的神经细胞起源于脊髓灰质的第三和第四板层，终结于背索核。部分细胞起源于较深层灰质内，一少部分起源于第一和第二板层。
50 ．至少有一部分突触后背索通路细胞可以被来源于背索核和背外侧索的刺激所激活。也可能许多这类细胞既属于突触后背索通路细胞也属于脊髓颈髓束细胞。但是不论是从解剖还是从功能方面都具有独立特征。
51 ，采用逆行激活技术确认突触后背索通路神经细胞是比较困难的。
52 ．有一部分突触后背索通路细胞属于广域神经元。
140 · 第二篇基础理论
53 ．突触后背索通路可能在痛觉中发挥一定作用，尤其是在痛觉的调节中有一定意义。刺激脊髓背索产生镇痛作用。
第五节痛觉与丘脑和大脑皮质
一、丘脑神经核与脊髓丘脑束痛觉冲动― 丘脑腹后外侧核
丘脑腹后外侧核（VPL ）是动物包括人类的近邻灵长类的脊髓丘脑束纤维的终结神经核。关于人类脊髓丘脑束纤维在丘脑腹后外侧核的终结情况还在研究中。BoMe 、Jones 和Burton 观察到，在猫体内，大部分的脊髓丘脑束纤维投射终结与丘脑腹后外侧核相邻的丘脑腹外侧核（VL ）、背内侧核（代玩）以及中央外侧核。这样终结区围绕丘脑腹后外侧核形成了一个壳状区域。另外一点值得注意的是，接受脊髓丘脑束纤维的丘脑腹外侧核与大脑皮质的感觉区相连接，因此这部分丘脑腹外侧核也被称为腹外侧复合体的脊髓部分。
脊髓丘脑束纤维在丘脑腹后外侧核内的终结分布与体表感觉分布具有对应关系。这种对应关系与在内侧丘系内的情况相似。在猴体内，发出纤维投射终结于丘脑腹后外侧核的脊髓丘脑束神经细胞集中分布于脊髓（对侧）的第一和第五板层灰质内。在人类和猴体内，从切片上看，脊髓丘脑束纤维在丘脑腹后外侧核内呈斑点状或者呈群集状，实际上呈棒状结构分布于丘脑腹后外侧核内。丘脑腹后外侧核向大脑皮质的第一躯体感觉区（51 ）和第二躯体感觉区（sn ）发出投射纤维，同时丘脑腹后外侧核还接受来自这些感觉区的皮质丘脑投射纤维。丘脑皮质中继神经元可以同时向大脑皮质的上述2 个感觉区发出投射纤维。在大脑皮质感觉区内（在S 工内），存在着独立的终结区3a 、3b 、l 和2 区。
二、脊髓丘脑束痛觉纤维在丘脑VPL 核内的终结
电生理逆行激活研究显示，在丘脑内靠近头端存在着所谓的“低阂值点”，与脊髓丘脑束的终结区相邻。高阑值脊髓丘脑束细胞投射纤维进人丘脑以后终结于VPL 核和CL 核。脊髓丘脑束广域神经元的投射纤维终结于VPL 核。
三、VPL 核内神经细胞对伤害性刺激的反应
许多研究已阐明了哺乳类动物的丘脑腹后外侧核内神经细胞对机械性刺激冲动或者是深部感受器冲动的反应特性。下文着重阐述关于丘脑腹后外侧核神经细胞对伤害性刺激的反应特性。（一）关于猴
Gaze 和C 冶记on 1954 年首先报道了猴体内VPL 核内神经细胞对伤害性刺激的反应特性。Perl 和Whid 倪k 于1961 年报道了他们的研究结果。他们在经过特殊处理的动物模型上记录丘脑VPL 核神经细胞的反应特性，所采用的动物模型是仅保留同侧脊髓前外侧象限功能。在他们的实验中总共对1 巧个丘脑核神经细胞进行了观察。结果揭示了丘脑vPL 核神经细胞的许多特性。丘脑vPL 核神经细胞的体表感受野的分布与大脑皮质神经细胞的的分布具有对应关系。大多数的感受野限局于机体对侧的一定区域内。许多神经细胞可以被轻触觉如毛发的活动、毛刷接触皮肤等刺激激活。有一部分神经细胞对快速刺激如拍打比较敏感。还有一部分神经细胞可以被皮肤和皮下组织的按压刺激以及肌肉和筋膜的牵拉刺激、关节的活动激活。另外有一部分神经细胞对伤害性刺激表现敏感性。研究发现采用伤害性机械刺激或者刺激足底神经的C 纤维都是有效的
第六章疼痛相关形态学及生理学· 141
刺激。目前认为，丘脑VPL 核接受来自脊髓丘脑束的包括毛发活动感受器、触觉感受器、本体感受器和痛觉感受器的神经冲动，脊髓丘脑束携带着反映刺激部位的信息。
对清醒猴的正常动物和破坏了背索和在胸部的脊髓颈髓束的动物进行了研究。结果显示，正常动物的丘脑VPL 核内神经细胞在对侧躯体具有感受野，并且这种神经细胞只对一种类型的刺激发生反应，如毛发活动、轻按压刺激或者关节活动等。现已发现存在着对针刺刺激和轻按压刺激敏感的感觉单元。这些感觉单元的排列具有一定的规律性。从垂直方向来看，丘脑VPL 核内不同深度的神经细胞对下列刺激具有不同的敏感性，其次序为：运动、按压、针刺和轻触觉。位于丘脑VPL 核后部的部分神经细胞具有同侧机体感觉野或者双侧机体感觉野。在破坏了双侧背索和一侧脊髓颈髓束的动物，仍然能够在丘脑VPL 核内找到与机体某些部位为感觉野的神经细胞，这些细胞与痛觉有关，它们对压力、针刺、钳夹或者伤害性热刺激具有敏感的反应性。在这些细胞中未见到有单纯对触觉刺激反应的细胞。许多细胞对施加于前后肢的刺激均有敏感的反应性。对于麻醉动物的丘脑VPI 」核内的痛觉细胞可以通过采用伤害性热刺激与伤害性机械刺激相结合的实验方法进行辨认。并不一定所有可以被伤害性刺激激活的细胞都是痛觉神经细胞。根据痛觉神经细胞的反应特性可以将这些细胞分为广域反应细胞和高阑值反应细胞（如同脊髓丘脑束细胞一样）。
（二）关于猫
在猫的丘脑VPL 核内存在着伤害性刺激敏感反应性神经细胞，包括广域感觉神经细胞。几d 和礴呢tlock 1961 年在猫的身上进行了类似于上述在猴身上进行的实验。他们将猫的脊髓从颈髓上段横断，仅保留脊髓的前外侧象限，结果显示，仍然可以在丘脑的神经核包括丘脑们几核内找到对周围刺激具有反应的神经细胞。这些细胞对非伤害性机械刺檄、关节活动和伤害性刺激均具有反应。在猫的丘脑VPL 核周围的壳状区内发现存在着伤害性刺激敏感神经细胞。这些神经细胞分布于丘脑明巴核的腹侧或者背侧交界区。
（三）大白鼠
在大白鼠丘脑VPL 核内存在着伤害性刺激反应敏感细胞。这些细胞的感受野位于尾部，一般为双侧性，对施加于该区域内的伤害性热刺激和伤害性机械刺激都比较敏感，而对非伤害性的刺激如动物尾巴的位置改变等刺激不敏感。对于温度在4O ? 50 ℃ 的刺激，反应随刺激强度的增加而增力口。
四、接受脊髓丘脑束冲动的VPL 核以外的丘脑神经核脊髓丘脑束纤维除了终结于丘脑VPL 核内以外，还终结于丘脑的其他神经核内，包括丘脑背侧复合体的中央部分、板层内复合体的中央外侧核和旁中央核以及丘脑的其他神经核。（一）丘脑背侧复合体的中央部分
脊髓丘脑束向P 氏n 神经核发出投射纤维。背侧复合体是一群位于丘脑VPL 核附近的神经核。在这些神经核内含有内侧膝状体核的巨细胞，这些细胞接受来自脊翻的投射纤维。在猫体内，向丘脑背侧复合体中央部分发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞集中分布于脊髓的第一和第四一七板层灰质内。
在猴和猫体内，丘脑背侧复合体的中央部分（R 为1 ）向大脑的岛后皮质发出投射纤维。大脑的这一皮质区是邻近大脑Sn 区的一个独立于大脑S 工和511 区的附加感觉区域。研究显示，位于丘脑背侧复合体的中央部分（P0111 ）的神经细胞大多数对伤害性刺激比较敏感，只有一小部分细胞具有比较局限的位于对侧躯体的感觉野。大多数细胞具有广泛的或者双侧感受野。有一部分细胞还
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接受来自听觉系统的传人神经冲动。目前认为这种神经细胞与痛觉有关。对导致痛觉的刺激的定位可能有赖于这种刺激同时激活附近受刺激组织的机械刺激感受器或者痛觉感受器，这些感受器将冲动传人丘脑腹后外侧核。
（二）板层内神经核
在丘脑板层内复合体的中央外侧核内具有密集的脊髓丘脑束的终结点。目前还没有发现这部分脊髓丘脑束纤维在丘脑板层内复合体的中央外侧核内的终结的分布与体表感觉区之间有对应关系。向丘脑内侧核和在丘脑板层内复合体的中央外侧核内发出投射纤维的脊髓丘脑束神经细胞主要分布于脊髓灰质的较深层（位于向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞的深层）。丘脑中央外侧核接受来自小脑和网状结构的传人冲动。丘脑中央外侧核与纹状体具有广泛的联系，并且向大脑皮质的广泛区域包括大脑皮质的感觉运动区发出投射纤维。但是未见到丘脑中央外侧核内单一神经细胞同时向基底神经节和大脑皮质发出投射纤维。
脊髓丘脑束发出少量投射纤维分布于中央内侧核和束旁核。痛觉传人冲动可以通过网状结构传人中央内侧核一束旁核复合体。中央内侧核一束旁核复合体主要向基底节发出投射纤维束。这样看来，这一丘脑复合神经核在痛觉传导中的主要作用是参与疼痛相关的运动反应。在丘脑的板层内区域，存在有痛觉敏感神经元，甚至有一少部分为痛觉特异反应神经细胞。另外有一部分神经细胞受到伤害性刺激的抑制而不是兴奋。这一区域神经元的最主要的特征是重复刺激很难诱发同样的反应幅度。因此认为，这部分神经元在探测和感觉新的刺激尤其是伤害性刺激中发挥重要作用。
（三）旁中央内侧核
旁中央内侧核内具有密集的脊髓丘脑束纤维的终结点。在猴和猫体内，向旁中央内侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束神经细胞主要分布于脊髓的第一板层内。旁中央内侧核细胞向眶前区大脑皮质发出投射纤维。旁中央内侧核内细胞的排列与其感受野的分布具有对应关系。靠近头端的部分接受来自腰部脊髓丘脑束细胞的投射纤维；旁中央内侧核的内侧部分接受来自颈髓内的脊髓丘脑束细胞的投射纤维。实验研究表明，旁中央内侧核内神经细胞与痛觉有密切关系。（四）丘脑网状核
虽然目前未发现存在有直接从脊髓丘脑束向丘脑网状核发出投射纤维，但是间接联系存在的可能性还是有的。因为在从丘脑VPL 核通向大脑皮质的纤维或者从大脑皮质下行投射于丘脑的纤维可能发出并行纤维投射分布于丘脑网状结构。因此，所有可能激活VPL 核内神经细胞的刺激对丘脑网状核内神经细胞具有一定的作用。
未发现丘脑网状核向大脑皮质发出投射纤维。丘脑网状核向丘脑的背侧和丘脑所有接受投射纤维的终结区域发出投射纤维。目前认为，丘脑网状核由抑制性中间神经细胞组成。电生理实验研究证明，丘脑网状核内神经细胞对伤害性刺激具有反应性。另外有一部分神经细胞可以被伤害性刺激抑制，如果这部分被抑制的神经细胞为抑制性中间神经细胞，那么，丘脑网状核在痛觉的调制中具有重要作用。
五、其他痛觉传导束（除脊髓丘脑束之外）纤维终结的丘脑神经核除脊髓丘脑束之外的痛觉传导束包括脊髓网状束、脊髓中脑束、脊髓颈髓束和突触后背索通路。延脑网状结构发出投射纤维终结于丘脑内侧部分的许多神经核内，这些神经核也接受来自脊髓丘脑束纤维。另外，延脑网状结构向中央内侧核一束旁核复合体发出大量的投射纤维，同时有一部分纤维投射分布于中脑网状结构。旁中央导水管周围灰质也向丘脑腹侧基底复合体发出投射纤
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维。脊髓颈髓丘脑通路纤维不仅投射终结于丘脑VPL 核而且还有POlll 核。目前还不清楚，突触后背索通路与向丘脑发出投射纤维的背索核是否有突触联系。
六、大脑皮质感觉区神经细胞对伤害性刺激的反应丘脑腹后外侧核内的神经细胞（除中间神经元以外）均向大脑皮质的感觉区（S 工、Sn 区）发出投射纤维。这样似乎可以推测，在大脑感觉区（S 工、511 区）内也可以寻找到痛觉反应神经细胞。根据脊髓丘脑束在VPL 核内终结点散在，而且大多数的丘脑腹后外侧核内神经细胞仅对非伤害性刺激有反应来推测，大脑皮质感觉区内的神经细胞应该大部分仅对非伤害性刺激反应，只有少量神经细胞对伤害性刺激发生反应。如果上述推测成立，那么在大脑皮质的感觉区内也同样存在着点索状的与痛觉有关的区域。
关于丘脑腹后外侧核，从前的研究过分地强调了该区域内神经细胞对非伤害性机械刺激的反应。研究人员们很少能够观察到对伤害性刺激发生反应的神经细胞。除了取样方面的问题以外，麻醉对伤害性反应神经细胞的影响不可忽略。
（一）猴的S 工感觉皮层
研究发现在猴的大脑皮质的感觉区（51 皮层）内，存在着伤害性刺激反应神经细胞。这些细胞往往具有广泛的皮肤感受野，有时甚至覆盖同侧躯体表面。
价此h 山和I ～于1983 年报道，他们在猴的大脑皮质内发现了对伤害性刺激反应的神经细胞。这些神经细胞可以被施加于皮肤的伤害性压力刺激所兴奋。这些伤害性反应神经细胞可以被归类为广域神经细胞和高阂值细胞。在Kenshalo 和lsensee 报道的68 个研究的神经细胞中，37 个为广域神经细胞，31 个为高阑值细胞。其中34 个细胞在对侧躯体具有局限的感受野，而另外的12 个神经细胞有广泛的感受野，覆盖了整个躯体表面。上述人员对大脑皮质51 感觉的区内的一个高阑值细胞的反应进行了仔细的描述。这个细胞在对侧姆趾的光滑面皮肤具有一个小面积的感受野。这个细胞位于3b 和l 区的交界区。这个细胞对毛刷刺激皮肤没有反应，而对施加于感受野内的压力刺激、针刺刺激和伤害性热刺激具有反应。对不同强度的热刺激的反应呈现梯度式的反应。对侧相应皮肤区域内施加同样的刺激未见引起这一神经细胞的反应，提示这一细胞的反应为感受野特异性反应，而不是一般反应。
有一部分大脑皮质痛觉反应细胞在躯体对侧有一个小的触觉感受野，同时有一个能够覆盖躯体其他皮肤表面的感受野。将大脑皮质痛觉反应细胞与脊髓丘脑束细胞和丘脑VPL 核内痛觉反应细胞对梯度伤害性刺激的反应程度进行比较，发现激活大脑皮质痛觉反应细胞所需要的刺激强度远远大于激活脊髓内脊髓丘脑束细胞或者丘脑内痛觉反应神经细胞的刺激强度。这一现象提示与实验中使用麻醉剂有关，增加小剂量的麻醉剂可以提高大脑皮质细胞对伤害性（热）刺激反应的阂值。另外，大脑皮质痛觉反应细胞与脊髓丘脑束细胞和丘脑内痛觉反应细胞的不同点为，对反复刺激的耐受现象产生较慢。从所需激活刺激的强度和对反复刺激的耐受现象的速度来讲，丘脑内痛觉反应细胞的位置位于大脑痛觉反应细胞和脊髓丘脑束细胞之间。上文中讲到的在对侧躯体具有一个小的感受野位于大脑感觉区的神经细胞可能与痛觉的辨别有关。那些对反复刺激产生快速耐受的大脑皮质神经元可能与维持大脑皮质觉醒具有重要作用。
（二）大白鼠的51 感觉皮层
L 知阳ur 等报道了对2 男个具有周围感受野的大白鼠的大脑皮质感觉神经细胞的研究情况，其中91 个细胞可以被伤害性刺激激活。在这些痛觉反应细胞中，56 个细胞为痛觉特异反应细胞，35 个细胞表现出广域细胞的特性。痛觉特异反应细胞具有较大的感受野，感受野位于躯体对侧表面
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或者在同侧体表｛，广域细胞在躯体对侧体表具有比较局限的兴奋性感受野，同时这些细胞还具有高阂值抑制性感受野。这些细胞可以被伤害性热刺激和伤害性机械刺激所激活。在大脑感觉皮层内，对非伤害性刺激反应的细胞与伤害性刺激反应细胞之间在分布上似乎没有各自的特定区域。这2 种细胞可以发现于同一大脑“感觉柱”内。一般情况下，痛觉反应神经元位于大脑皮质的深层（仆和VI 层）；非伤害性刺激反应细胞一般位于大脑皮质的表层（n 一V 层）。痛觉特异反应细胞主要分布于VI 层；广域细胞分布于Vb 层。这一分布特点与大脑皮质深层内神经细胞具有广泛的感受野的观察结果相吻合。在大脑感觉皮层的W 层内未发现存在有痛觉反应细胞。从丘脑核上传的痛觉冲动直接将痛觉信息传人大脑感觉皮层V 和VI 层。大脑感觉皮层的V 和VI 层同时也是信息输出层，痛觉反应细胞立即将痛觉相关信息传向皮层下结构。
（三）猴的Sn 感觉皮层
Wllitsel 等1969 年对未麻醉的猴的大脑皮质感觉区Sn 区的神经细胞进行了研究，根据所研究细胞的反应特点将这一区域进一步划分为头、尾两个区域。尾区内的神经细胞对来自皮肤听神经和视神经的刺激具有反应性。来自体表广泛的区域包括双侧躯体表面的刺激（必须是伤害性刺激）可以激活这些细胞。这一研究小组的另外一个重要的发现是关于分布于0 . 0 Hooler 一Clajrke 图谱冠状平面头端的神经细胞的特性。这一区域（称为Sn / r 区）内的神经细胞通常只对轻触觉刺激发生反应，对强烈刺激不敏感。有一部分细胞对移动性刺激的反应更为敏感。细胞对重复刺激的耐受现象比较明显。卿％以上的细胞具有双侧躯体体表感受野。有些细胞具有连续的感受野而有些细胞具有跳跃的感受野。在大脑感觉皮层的511 区内可以找到与整个躯体相对应的位点。代表躯体头端皮区的感觉位点位于大脑感觉皮层的内侧，而代表躯体尾端皮区的感觉位点位于大脑感觉皮层的外侧。位于大脑感觉皮层S 且层头端区域内神经细胞的反应特性提示，大脑皮质的这一区域不属于痛觉特异感觉区。
（四）猫的511 感觉皮层
猫的大脑感觉皮层Sfl 区内的神经细胞的反应特性与S 工区内神经细胞相似，具有皮肤感受野。该区域内未发现可以被关节运动刺激所激活的神经细胞，大部分细胞具有广泛的感受野，并且可以被强烈刺激所激活。目前认为猫的这一部分大脑皮质感觉区与觉醒和位置觉有密切关系。总之，猫的大脑皮质感觉区511 区的感觉功能有待进一步研究，特别是对未麻醉动物模型的研究。
七、丘脑和大脑在痛觉中的作用
根据目前已经掌握的猴和大白鼠丘脑腹后外侧核内神经细胞和大脑感觉皮层S 工区内神经细胞的反应特征可以得出以下结论。痛觉的感受分辨信息综合处理过程可能与其他感觉信息的处理过程相似，并且包含了相似的神经机制。这些特性都提示，痛觉机制应该进一步地深人研究。比如在人类和灵长类的丘脑VPL 核内，脊髓丘脑束投射纤维斑状的终结区提示“丘脑索”的存在。研究人员推测，如果在大脑皮质感觉区内存在所谓的“痛觉感觉索”，那么它们的存在形式与“丘脑感觉索”成比例，并且与脊髓丘脑束在丘脑Vn ‘核内的终结方式类同，呈散在的斑状分布。许多存在于丘脑VPL 核和大脑感觉皮层51 区内的痛觉反应神经细胞在躯体对侧具有局限性的感受野，这些细胞具有感觉伤害性刺激的强度的功能。在伤害性刺激持续存在的情况下大脑皮质感觉区内神经细胞很少见产生耐受现象，在这种情况下疼痛持续存在。这些现象均提示，丘脑腹后外侧核和大脑皮质感觉区（S 工区）均在痛觉分辨功能方面发挥一定作用。另外，在SI 区内存在着一些痛觉反应细胞，这些细胞的感受野过于广泛，因此它们不大可能在痛觉分辨方面发挥作用。这些神经细胞很可能在维持大脑的觉醒功能方面发挥作用。对于丘脑背侧复合体和中央外侧核内
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的神经细胞也具有类似的特性。许多神经细胞不可能分辨刺激的位置，对不同强度的伤害性刺激表现不同程度的反应，而且反应的时限往往超出刺激存在的时限，这样这种细胞对刺激存在的时限也不敏感。这种神经细胞可能参与中枢神经系统的觉醒功能。从丘脑中央外侧核向大脑皮质存在着大量的投射纤维这一事实也支持上述论点。另外，丘脑中央外侧核内痛觉反应神经细胞还参与痛觉反应时的运动功能。丘脑中央外侧核被认为属于运动系统的一部分。它接受来自小脑的投射纤维又, 与纹状体有广泛联系。运动反应是机体对痛觉反应的重要组成部分。
目前关于旁中央核在痛觉产生中的作用有待进一步研究。由于该神经核向端脑发出投射纤维，推测该神经核可能与情感活动有关。
丘脑网状核不直接参与感觉功能，因为不存在从丘脑网状核向大脑皮质的投射纤维。丘脑网状核内的神经细胞为抑制性神经细胞。丘脑网状结构在丘脑背部神经细胞包括丘脑VPL 核内神经细胞的反应整合功能中发挥重要作用。另外，丘脑网状核对丘脑细胞的一般功能受损，可能是诱发“丘脑综合征”的原因。阻断来自大脑皮质对丘脑的一般性冲动，是产生“丘脑综合征”的另外一个原因。
大脑皮质的本体感觉区（非51 区）在痛觉中的作用有待进一步研究。大脑的感觉皮层Sn 区的主要功能不是痛觉感知，因为这一区域内的痛觉反应神经细胞仅占极少数。大部分的痛觉反应细胞存在于邻近的7b 区和岛后大脑皮质内。有人推测，7b 区可能与机体的“集中注意功能”包括对伤害性刺激的集中注意功能有关。
八、小结
l ，曾有学者认为，大脑皮质与痛觉的产生无关；痛觉产生于丘脑。
2 ，后来的研究证明，大脑皮质在痛觉的产生中发挥一定作用，有以下4 个方面的依据：① 刺激人体的大脑皮质可以诱发痛觉；② 中央后回受到损伤可以减轻痛觉；③ 有些癫痛患者发作时伴随有痛觉产生；④ 损伤大脑皮质可以诱发类似“丘脑痛”的症状。
3 ．由于疼痛可以诱发机体觉醒反应，因而，大脑半球的大部分活动受到疼痛刺激的影响。4 ．在包括人类在内的灵长类和大白鼠体内，脊髓丘脑束纤维投射终结于丘脑腹后外侧核；在猫体内，脊髓丘脑束投射纤维终结于丘脑腹后外侧核周围的壳状区，只有少量的投射纤维终结于丘脑腹后外侧核；在猴和大白鼠的丘脑腹后外侧核内，脊髓丘脑束纤维的终结与皮肤感受野具有一定的对应关系。与后肢感觉有关的纤维终结于丘脑腹后外侧核的外侧部分，而与前肢感觉有关的纤维终结与丘脑腹后外侧核的内侧。
5 ．向丘脑腹后外侧核发出投射纤维的脊髓丘脑束细胞集中分布于对侧脊髓灰质的第I 和第V 板层内。
6 ．在灵长类动物丘脑的横切面上，脊健丘脑束纤维的终结区呈斑状分布，而在实际三维结构上呈棒状存在于丘脑内。
7 ．丘脑腹后外侧核向大脑皮质感觉区S 工和Sn 区发出投射纤维。同一个丘脑VPL 核神经细胞有可能向51 和Sn 区同时发出投射纤维。呈柱状排列的丘脑核神经细胞向大脑皮质51 区的局限区域内发出投射纤维，构成了所谓的“大脑皮质柱”：而呈棒状排列的丘脑核神经细胞组成了“丘脑柱”。
8 ．接受脊髓丘脑束投射纤维的丘脑腹后外侧核内的神经细胞呈棒状排列，构成“脊髓丘脑柱”。
9 ．丘脑腹后外侧核内的小神经细胞向大脑皮质的I 层发出投射纤维，而较大的神经细胞向
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mb 层和W 层发出投射纤维。但是目前对这种分布上的差异的生理学意义尚不清楚。ro ．采用电生理研究方法逆行电刺激技术研究显示，脊髓丘脑束细胞中的高阂值细胞和广域反应细胞发出投射纤维终结于丘脑腹后外侧核内。还有部分脊髓丘脑束细胞发出分枝纤维终结于丘脑腹后外侧核和中央外侧核。
1 1 ．丘脑腹后外侧核内存在着对非伤害性机械刺激发生反应的神经细胞。同时，关于丘脑腹后外侧核内存在对伤害性刺激发生反应的细胞的报道日益增多。
12 ．在灵长类的丘脑腹后外侧核内，发现存在有对伤害性刺激发生反应的神经细胞。这种细胞的感受野位于对侧躯体表面的一个局限的区域内。
13 ．在猴的丘脑腹后外侧核内发现的伤害性刺激反应细胞包括伤害性刺激特异反应细胞和广域细胞。这些伤害性刺激反应细胞的感受野呈局限性，位于躯体对侧皮肤并且与体表感受野有对应关系。这些痛觉细胞可以被施加于大脑皮质s 工区内3b 和I 交界区的刺激逆行激活。14 ．已发现广域神经细胞存在于猴的丘脑腹后外侧核内。
15 ．伤害性刺激特异反应细胞存在于猫的“壳状区”和丘脑腹后外侧核内。
16 ，伤害性刺激特异反应细胞和广域细胞存在于大白鼠丘脑腹后外侧核内。与猴的丘脑腹后外侧核内的伤害性刺激反应细胞一样，这些细胞与刺激强度的感受有关。这些细胞也可以被腹腔内注射缓激肤刺激所激活。
17 ．位于背侧复合体（R 灿）内的神经细胞接受来自脊髓丘脑束的投射纤维，并且向与大脑皮质51 、511 区分离的岛后大脑皮质发出投射纤维。关于对这些细胞的功能目前尚存在争议。有人认为，这些细胞与伤害性刺激的感受有关；另外一种论点认为，该群细胞主要与触觉感知功能有关。实验中所使用麻醉剂剂量与以上实验结果的差异有关。
18 ．丘脑中央外侧核接收来自脊髓丘脑束和小脑的投射纤维。这一神经核向纹状体和大脑皮质广泛区域包括51 区发出投射纤维。中央内侧核一束旁核复合体主要接受来自网状结构的信息冲动，因此主要受到脊髓网状束的影响。板层内神经细胞包括中央外侧核和中央内侧核一束旁核复合体的神经细胞，被认为与伤害性刺激的感受有关。这些细胞的感受野较大并且分布于双侧躯体。
19 ．旁中央核是一个小的神经核，接受位于脊髓灰质第I 板层内脊髓丘脑束的投射纤维。该神经核内的神经细胞向前眶侧大脑皮质发出投射纤维。这部分神经细胞可能与伤害性刺激的感受有关。
20 ．丘脑网状核接受来自丘脑一皮质投射纤维发出的并行纤维。丘脑网状核内的神经细胞反向丘脑发出投射纤维。目前认为，丘脑网状核内的神经细胞为抑制性神经元。这些神经细胞受到伤害性刺激的抑制。
21 ．除了脊髓丘脑束以外，与伤害性刺激冲动传导有关的神经传导束还有：脊髓网状束、脊髓中脑束、脊髓颈髓束和突触后背索通路。这些传导通路对丘脑腹侧基底复合体、R 压11 和板层内复合体的功能活动具有影响。
22 ．如同对丘脑腹后外侧核的研究一样，对大脑皮质区的研究主要集中于对非伤害性机械刺激反应的神经细胞，也有关于大脑皮质内伤害性刺激反应细胞存在的报道。
23 ．在猴的51 区大脑皮质内，发现有接受来自丘脑腹后外侧核内伤害性刺激反应细胞发出投射纤维的区域。这些伤害性刺激反应细胞为伤害性刺激特异反应细胞和广域细胞。这些细胞在对侧躯体上具有局限性的感受野，部分细胞具有广阔的存在于双侧躯体的感受野。这些细胞可以感受伤害性刺激的强度。丘脑腹后外侧核内的伤害性刺激反应细胞的特性界于大脑皮质内的伤害性
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刺激反应细胞和与痛觉传导有关的脊髓丘脑束细胞之间。
24 ．伤害性刺激反应细胞也存在于大白鼠大脑皮质51 区。这些细胞的感受野比较大并且常常覆盖双侧躯体。这些细胞分布于大脑皮质的第VI 层内。广域反应细胞位于大脑皮质的第Vb 层内，其感受野更加局限。
25 ，位于猴的大脑皮质的511 区内的神经细胞与触觉感受功能有关，而与伤害性刺激感受无关。较多的伤害性刺激反应细胞存在于邻近区域7b 内和岛后大脑皮质。这部分伤害性刺激反应细胞可能与注意力和学习功能有关。
26 ．猫的大脑皮质Sn 区的主要功能可能不是伤害性刺激的感觉；大脑皮质的51 区接受来自R 为1 核的投射神经纤维同时又发出投射纤维至四叠体的上丘。因此目前认为这部分大脑皮质与机体的觉醒和定位功能有关。
27 ，根据丘脑腹后外侧核和大脑感觉皮层51 区内神经细胞的反应特性分析，痛觉神经冲动信息的综合处理过程与其他感觉信息的处理过程相同。
28 ．了解在猴的大脑皮质区内的伤害性刺激反应神经细胞是否以柱状结构分布具有重要性。目前的研究资料表明，“柱状结构”存在。
29 ．大多数位于大脑皮质51 区内的伤害性刺激反应细胞的反应特点和感受野的分布特点提示，这些神经细胞与机体痛觉分辨功能有关。
30 ．大脑皮质51 区内其他神经细胞以及丘脑背侧复合体、丘脑板层内区域和与大脑区相邻区域内的神经细胞与机体痛觉分辨功能关系不明显。
3 1 ．研究表明大脑皮质和丘脑内的痛觉反应神经细胞与机体的觉醒机制有关。而丘脑中央外侧核内神经细胞在机体对伤害性刺激的运动性反应中发挥作用。
32 ．旁中央核与大脑前眶区皮层有联系可能参与机体的情感反应。
33 ．丘脑网状核对丘脑内伤害性刺激冲动具有重要的调制作用。
34 ．大脑皮质的7b 区与痛觉相关的注意和学习功能有关。
35 ．大脑皮质的岛后区和丘脑R 为l 神经核与机体的警觉和定位功能有关。
第六节总结与未来展望
一、痛觉感受器
随着科学研究的深入，人们对痛觉传导系统及其机制的了解，包括对痛觉通路起始部分的功能的了解在不断加深。现在我们已经清楚地了解到机体内存在着一类功能独特的感受器，专门感受对机体有危害性或者是有潜在危害性的外界刺激。这些感受器分布于机体体表的皮肤组织、肌肉、关节和内脏。随着时间的推移，人们对痛觉感受器的认识会不断地扩展，趋于完善。痛觉感受器与细神经纤维相连。痛觉传人神经纤维为细的有髓纤维（幼纤维）和无髓纤维（C 纤维）。与痛觉感受器相连接的幼纤维和C 纤维具有特定的功能。比如，皮肤的Aa 纤维常常只被机械性伤害性刺激所激活，而C 纤维通常可以被机械性、化学性伤害性刺激和伤害性热刺激激活。筋纤维受到刺激所诱发的痛觉呈“针刺样痛”，而刺激C 纤维诱发的痛觉呈“烧灼样痛觉”。如果在一定面积的皮肤表面施加足够强度的刺激可能诱发两种痛觉，首先出现的是由于肪纤维受到刺激诱发的痛觉一锐痛，称为第一痛觉；然后是C 纤维受到刺激诱发的痛觉一钝痛，称为第二痛觉。
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微电神经电图和微电神经刺激技术的采用，尤其是在人体的应用，对研究机体各种传人神经纤维在机体感知功能中的作用具有重要意义。这一研究技术的进步使得研究人类的某一种传人神经纤维的电活动与人体感觉功能的联系成为可能。大部分的实验资料来源于动物实验，但是来自人体实验的资料具有不可估量的学术价值。当了解了各种传人神经纤维的感受野的分布情况以后，可以发现这些感受野是由皮肤的许多点状结构组成的。这些结构也许有助于计算由～Frey 等学者提出的“痛觉感受点”的数量。研究人员已经做过尝试，把在动物实验中观察到的痛觉感受器对伤害性热刺激和化学刺激的反应活动与人体的感觉相联系起来。一般来讲，伤害性热刺激主要激活皮肤的C 多元痛觉感受器，这种感受器可以感知刺激的强度。C 多元痛觉感受器对伤害性化学刺激的反应也比较敏感。在这种感受器中，有一类特殊的可以产生痉痒觉的感受器，当这类感受器受到刺激时产生痉痒觉而不是痛觉。目前还不清楚何种感受器与机体的冷痛觉有关。有些学者认为，冷痛觉的产生可能与分布于血管的感受器有关。
关于对痛觉过敏的研究显示，痛觉过敏的产生与比较弱的伤害性刺激作用使C 多元痛觉感受器致敏有关，或者与较强的伤害性刺激作用于赫痛觉感受器使其致敏有关。这种致敏诱发痛觉过敏的机制可能存在于中枢神经系统内。另外一个相关问题是化学物质对感受器的激活作用。尽管许多的物质都可以激活痛觉感受器，但是目前还没有足够的证据使我们能够肯定这些被激活的痛觉感受器是化学感受器。目前认为，当痛觉感受器受到伤害性刺激时，痛觉感受器附近的细胞释放某些化学物质，但是需要进一步的研究确定究竟是哪些化学物质在痛觉的产生中发挥作用。除了多肤类如缓激肤和单胺类如5 一经色胺和钾离子以外，前列腺素的作用有待进一步研究。这是一个很活跃的研究领域，相信关于痛觉产生机制的知识在未来的研究中得到拓展。
辣椒素的使用有助于人们对痛觉的了解。机体内某些化学物质的耗竭如P 物质的耗竭或者是阻断C 多元痛觉感受器都属于辣椒素的特异性的作用。辣椒素还与刺激脊髓背根神经纤维诱发的逆行性血管扩张有关；另外由辣椒素引起的P 物质的耗竭可以防止组织潮红反应和血浆外渗，这些反应常常伴随C 纤维轴突反射活动。因此，进一步研究痛觉感受器的活动特性，不仅有助于了解痛觉的产生机制，而且有助于了解炎症的产生机制。另外一个相关的问题是继发痛觉过敏。在继发痛觉过敏的发生机制中中枢神经系统发挥重要作用，但是至少轴突反射参与了继发痛觉的产生。
关于对肌肉和关节的传人神经纤维的研究显示，虽然目前还不能将所有的特殊感受器与特定的感觉相联系起来，但是已经发现，在肌肉内存在着与肌肉缺血性疼痛和炎症性关节疼痛相关的感受器。
关于牵涉痛目前至少有2 种学说：一种学说认为，分别来自皮肤和内脏的传人神经纤维汇聚到中枢神经系统的某些细胞上，包括某些上行传导束细胞如脊髓丘脑束细胞和脊髓网状束细胞，由于产生周围感觉神经冲动的汇聚而导致牵涉痛；另外一种学说主张，牵涉痛的产生是由于某些痛觉感受器的传人神经纤维发生分枝，分枝纤维分布于不同的组织。但是，目前尚不清楚传人神经纤维可以发出几级分枝纤维。
关于腹腔内痛觉感受器的研究近年内有所进展。现在已发现，在一些特殊的器官内存在着特定的痛觉感受器。比如，在心脏内发现存在着肪纤维和C 纤维。当心脏冠状动脉血管发生阻塞时，这些神经纤维的电活动增强。同样，在肺内也发现存在筋纤维，即肺的激惹感受器和咳嗽感受器；和C 纤维，即J 感受器（该种感受器有可能是痛觉感受器）。研究存在于胃肠道的痛觉感受器比较困难。目前已发现在胆管系统存在着痛觉感受器。在泌尿生殖系统内，已发现在肇丸上存在有与肪和C 纤维相连的多元痛觉感受器。相信在未来的研究中，将会发现越来越多的存在于胃
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肠道和泌尿生殖系统的痛觉感受器。尤其是对炎症组织的研究，将有助于了解在病理生理条件下痛觉感受器的功能与作用。
二、传入系统
痛觉传人神经纤维一般是通过脊髓的背根进人脊髓的。但是有部分传入神经纤维是经脊髓的腹根进人脊髓。在这些纤维中，有一部分纤维是软脊膜的痛觉感受器的传人神经纤维；另外有一部分纤维，绕行于脊髓腹根后又返回到脊髓背根，经过背根进人脊髓。因此脊髓腹根内的传人神经纤维的数量并不像人们原先预想的那么多（原估计传人神经纤维占腹根神经纤维总数的30 % ）。在猴和人类，传人神经纤维在通向脊髓的过程中，细纤维与粗纤维呈分离趋势。大部分的细纤维占据了脊髓背根神经的腹侧或者中央部分。也有研究报道阻断脊髓背根的腹外侧部分可以产生镇痛作用。
Ussauer 束是由细的传入神经纤维和脊髓内固有神经细胞的轴突纤维所构成。在猴体内，Us - ? ：束中细的传人神经纤维占大多数。阻断U ～束可以产生镇痛作用。
细传入神经纤维终结于脊髓背角的浅表层，与脊髓背角灰质浅表层内神经细胞形成突触联系；另外有一部分幼纤维进入脊髓背角第五板层；在舰髓段，幼痛觉传人神经纤维终结于脊髓灰质的第X 板层和对侧背角灰质内。关于筋和C 纤维在脊髓浅表层内的分布情况目前尚存在争议。一种观点认为，肪纤维仅仅分布于脊髓背角的第一板层内，C 纤维分布于第二板层内；另外一种观点则相反。相信未来研究技术的发展，将会解决以上分歧。从前认为传入神经纤维通向脊髓灰质胶质区过程中的折返纤维形成所谓的“火焰样树状纤维丛”；现在认为从前的观点是错误的，所谓“火焰样树状纤维丛”是由毛囊的传人神经纤维所构成，这些纤维终结于脊髓灰质的第二板层或者更深层灰质内。
在脊髓背角灰质内存在着数种传人神经纤维的终结形式。比较典型的是球形的中央复合突触。根据末梢神经内所含神经递质、细胞质密度和脊髓背根切断时出现蜕变反应的不同由可将这种球形的中央突触分为若干种类型。有一种类型的中央突触存在于脊髓灰质的第一、二板层内，其末梢纤维内含有大量形态较大的致密性囊泡。研究证实，有一部分该类型的突触末梢内含有P 物质；其他末梢内所含的神经活性物质有：生长抑素、缩胆囊素或者血管活性肠肤。另外一种存在于脊髓灰质第二板层中央突触具有致密的细胞质。这种末梢含有抗氟酸性磷酸酶，可能以ATP 为神经递质。还有一种突触末梢，多见于脊髓灰质深层，可能由粗大的有髓纤维构成。这种末梢内含有谷氨酸为神经递质。切断脊髓背根神经后，有些突触末梢不发生蜕变反应。这些末梢中，有的含有扁平状的囊泡。有些囊泡内含有谷氨酸脱梭酶，这种末梢可能以0 切A 为神经递质。其他末梢内含有单胺类或者脑啡肤或者其他神经多肤包括神经降压素、鸟胰多肤。完全了解脊髓背角内所含神经活性物质，并将它们与脊髓背角内宿主神经细胞或者宿主神经结构包括脊髓传入神经纤维、脊髓内固有神经细胞和从大脑下行至脊髓的下行传导束纤维及其功能一一对应，将需要巨大的研究工作量。事实上存在许多种的传人神经末梢内神经递质。因此有人主张，每一种感受器都具有各自特殊的神经递质。进而，使用不同的药物对不同的感受器的功能加以调节是完全可能的。对于痛觉来说，可以通过使用药物直接作用于特殊痛觉感受器的传人神经纤维抑制痛觉传导或者通过作用于抑制性神经细胞活化其功能，进一步抑制痛觉的传导。
对脊髓背角内神经细胞功能的研究已投人巨大的工作量。其中具有标志性的进展是几d 研究小组所报道的在脊髓灰质的边缘层内发现存在有伤害性刺激特异反应细胞。这样为我们绘制了一条清晰的“伤害性刺激冲动传导路线”。
巧0 · 第二篇基础理论
在脊髓背角内包括第一板层内存在的另外一类伤害性刺激反应神经细胞为广域细胞或者多元感觉细胞。这种细胞对非伤害性机械刺激具有反应性，但是该类细胞对伤害性刺激更为敏感。这样看来，伤害性刺激特异反应细胞能够产生特异的能够反映痛觉的神经信息；同时广域细胞在伤害性刺激的感知中也发挥重要作用。目前认为，中枢神经系统可能将广域神经细胞受到非伤害性刺激时的兴奋性冲动看作“噪声”。高级中枢神经系统对该种“噪声”“忽略不记”。只有当这种“噪声”的强度超过一定阂值时，中枢神经系统内将其“受理”产生痛觉。另外一方面，这些神经细胞的功能受到高级中枢的调节。根据受到指令的不同在不同的时间，它们充当触觉感受器或者痛觉探测器。进一步假设，在丘脑和大脑皮质内的痛觉信息处理中枢内也存在类似的调节机制，对上行传导系统传来的信息转换成不同的含义。在动物行为研究中已找到支持这一假说的论据。
在研究脊髓背角感觉功能中的另外一个进步是对脊髓胶质区内神经细胞功能研究技术的发展。目前了解到在脊髓胶质区内的神经细胞具有许多特性。有些细胞对外周刺激表现出耐受性和惯性（即对外周刺激表现为长时间的兴奋）。
脊髓背角深层灰质内和中央联合区以及脊髓腹角内的神经细胞的功能有待进一步研究。这些神经细胞发出投射纤维，并且这些细胞表现出伤害性刺激特异反应细胞和广域细胞的特性。这些细胞在痛觉的感知中发挥重要作用。这些细胞除了接受来自皮肤的刺激冲动以外，还接受肌肉和内脏的刺激冲动。并且来自不同组织的刺激冲动汇聚于该类细胞，提示这些细胞与牵涉痛的发生有关。尽管已经有许多研究对脊髓背角内神经细胞内神经活性物质进行了探索，但是目前尚缺乏系统性的研究进展。未来研究的一个重要的焦点是对整个痛觉系统以及控制系统的解剖联系关系和神经递质的研究。比如，如果能够证实在脊髓背角内C 多元痛觉感受器以P 物质为兴奋性神经递质，那么在确定那些脊髓背角细胞接受C 多元痛觉感受器的传入神经冲动时，可以在脊髓背角灰质内寻找可以被通过电离子渗透P 物质所激活的神经细胞，或者在脊髓背角灰质内寻找可以被C 多元痛觉感受器的传人神经冲动所激活的神经细胞，或者在脊髓背角灰质内寻找可以被耗竭P 物质或使用P 物质拮抗剂所抑制的神经细胞。如果能够证实生长抑素是脊髓传人神经纤维的抑制性神经递质，那么进一步确定感受器的类型和该种传入纤维在痛觉传导中的作用。
三、痛觉传导束
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
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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
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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。
