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声音通过降低大脑听觉皮层中投射到丘脑的神经元（绿色和品红色）的活动，减少了小鼠的疼痛。

早在1960年，《科学》杂志就曾发表过一篇论文：在牙科手术过程中，音乐能够调控病人的情绪。甚至噪声，例如手术电钻的声音，也能够产生镇痛效果。然而半个多世纪以来，声音可以减轻疼痛的关键因素，以及声音如何影响我们的大脑从而减轻疼痛的神经机制，尚不清楚。

此次研究中，研究人员首先给爪子发炎的小鼠播放3种不同类型的声音，分别是舒缓的音乐、不协调的音符以及白噪音。结果发现，这3种声音在低强度（大约是耳语的水平）播放时，都能够有效缓解小鼠的疼痛，而在高强度播放时则无明显的镇痛效果。

有研究假说认为声音的镇痛效果可能与治疗环境密切相关。因此，研究人员又将小鼠放置在不同强度背景声音的环境中，发现高出环境噪声约5分贝的声音能够有效缓解小鼠的疼痛。至此，研究人员建立了声音镇痛的小鼠模型。

“令人惊讶的是，对小鼠而言，声音与环境噪声之间微弱的声强差，对声音的镇痛作用至关重要，而不是声音的旋律。”该论文第一作者、中国科学技术大学生命科学与医学部特任副研究员周文杰博士说。

那么，声音发挥镇痛作用的神经机制又是什么？

听皮层是声音处理的最高级大脑中枢，会对听到的声音进行精细分析。研究人员利用病毒作为神经示踪剂，对小鼠的听皮层输出进行了全脑追踪，发现了听皮层神经元大量投射到躯体感觉丘脑（负责接收来自身体的感觉信号，包括疼痛），并发现低强度的声音能够抑制这种投射。

“研究结果表明，低强度的声音通过抑制听皮层到躯体感觉丘脑的神经投射，进而起到缓解疼痛的作用。”周文杰说，这就是声音镇痛的皮质丘脑回路。然而，除声音强度外，声音的旋律对人类感知疼痛的作用还需要进一步研究。

针对此项研究，《科学》杂志做了专文评述，指出“通过创建一个研究机制基础的模型，为音乐/声音引起镇痛的研究开辟了新的方向”。

关键词： 科学探索 我科学家破译声音减轻疼痛神经机制