疼痛是人体对伤害或疾病的自然反应，通常是警告某些问题的警告。 一旦问题解决，我们通常会停止经历这种痛苦的症状，但是，如果病因消失后很长时间仍在继续疼痛，会发生什么呢？ 腰痛及腰椎间盘突出 在医学上定义为持续3到6个月或更长时间的持续性疼痛。 慢性疼痛无疑是一个充满挑战的疾病，会影响个人的活动水平，工作能力以及人际关系和心理状况等所有方面。 但是，您是否知道慢性疼痛也可能影响大脑的结构和功能？ 事实证明，这些大脑变化可能导致认知和心理损害。

 

慢性疼痛不仅会影响大脑的单个区域，事实上，它还会导致大脑众多基本区域的变化，其中大部分区域都涉及许多基本过程和功能。 多年来的各种研究发现，海马体发生了改变，以及背外侧前额叶皮层，杏仁核，脑干和右岛突皮层中的灰质减少（仅举几例），与慢性疼痛有关。 对于许多患有慢性疼痛的人来说，这些区域的一些结构及其相关功能的崩溃可能有助于将这些大脑变化纳入背景。 下一篇文章的目的是演示和讨论与慢性疼痛相关的大脑结构和功能的变化，尤其是在那些可能既未反映出损伤也未反映出萎缩的情况下。

 

慢性疼痛的结构性脑变化可能既没有损害也没有萎缩。

 

抽象

 

慢性疼痛似乎与可归因于疼痛传播的区域脑灰质减少有关。 这些结构变化的潜在形态学过程可能尚不清楚，可能是由于功能重组和大脑中枢可塑性形成的。 髋骨关节炎中的疼痛是为数不多的可基本治愈的慢性疼痛综合征之一。 我们调查了20例因髋关节内膜假体手术（疼痛状态）引起的单侧髋关节慢性疼痛（平均年龄63.25 9.46（SD）岁，女性10岁），并监测了术后1年（6-8周）的大脑结构变化，完全缓解疼痛的12到18周和10到14个月。 与前扣带回皮层（ACC），岛状皮层和盖，背外侧前额叶皮层（DLPFC）和眶额皮层的对照组相比，单侧髋关节置换症引起的慢性疼痛患者的灰质显着减少。 这些区域在经历和预期疼痛的过程中起着多整合结构的作用。 当患者从假体修复手术中恢复为无痛时，发现几乎相同区域的灰质增加。 我们还发现运动前皮质和辅助运动区（SMA）的大脑灰质逐渐增加。 我们得出的结论是，慢性疼痛中的灰质异常不是原因，而是继发于疾病，至少部分是由于运动功能和身体整合的变化所致。

 

介绍

 

慢性疼痛患者功能和结构重组的证据支持这样一种观点，即不仅应将慢性疼痛概念化为功能状态的改变，而且还应将其作为功能性和结构性大脑可塑性的结果[1]，[2]，[3]， [4]，[5]，[6]。 在过去的六年中，发表了超过20项研究，证明14种慢性疼痛综合征的大脑结构发生了变化。 所有这些研究的一个显着特征是，灰质变化不是随机分布的，而是发生在功能明确且功能高度特定的大脑区域，即参与了脊髓上伤害感受过程。 对于每种疼痛综合征，最突出的发现是不同的，但在扣带状皮层，眶额皮层，岛状和背桥中重叠[4]。 其他结构包括丘脑，背外侧前额叶皮层，基底神经节和海马区。 这些发现通常被讨论为细胞萎缩，强化了脑灰质损害或丧失的想法[7]，[8]，[9]。 实际上，研究人员发现脑灰质减少与疼痛持续时间之间存在相关性[6]，[10]。 但是，疼痛的持续时间也与患者的年龄有关，并且有据可查的是年龄依赖性的全球性灰质下降以及区域性灰质下降[11]。 另一方面，这些结构变化也可能是细胞大小，细胞外液，突触形成，血管生成的减少，甚至是由于血容量的变化[4]，[12]，[13]。 不管来源是什么，对于我们对这些发现的解释，重要的是，要根据运动依赖可塑性中的大量形态学研究来观察这些形态学发现，因为在认知和体育锻炼后已反复显示出区域特定的结构性脑部变化[ 14]。

 

考虑到疼痛是一种普遍的经验，人们还不了解为什么只有一小部分人会患上慢性疼痛综合症。 提出了一个问题，在某些人中，中央疼痛传递系统的结构差异是否可以充当慢性疼痛的素质。 由于截肢[15]和脊髓损伤[3]而导致的幻影疼痛中的灰质变化表明，大脑的形态变化至少部分是慢性疼痛的结果。 然而，髋骨关节炎（OA）的疼痛是少数可基本治愈的慢性疼痛综合征之一，因为这些患者中有88％在全髋关节置换（THR）手术后定期无疼痛[16]。 在一项前瞻性研究中，我们分析了17例手术前后的髋部OA患者。 我们发现在THR手术前的慢性疼痛中前扣带回皮层和绝缘岛中的灰质减少，而在手术后无痛的情况下，相应大脑区域的灰质增加了[20]。 着眼于这一结果，我们现在扩大了研究范围，研究了成功进行THR后更多的患者（n = XNUMX），并在四个时间间隔（直至手术后的一年）内监测了大脑结构的变化。 为了控制由于运动改善或抑郁引起的灰质变化，我们还针对运动功能和心理健康状况进行了问卷调查。

 

材料和方法

 

志愿者

 

此处报道的患者是最近发表的20例患者中的32例患者的亚组，这些患者与年龄和性别相匹配的健康对照组进行了比较[17]，但又参加了另外的一年随访研究。 手术后有12例患者因进行第二次人工修复术（n = 2），严重疾病（n = 2）和撤回同意（n = 8）退出了研究。 剩下的63.25名患者患有单侧原发性髋关节炎OA（平均年龄9.46（SD）岁，10名女性），他们接受了四次检查：手术前（疼痛状态），6、8周和12 在完全没有疼痛的情况下，在假体修复术后18个月。 所有原发性髋关节炎OA患者的疼痛史均超过10个月，范围从14到12年（平均1年），在视觉模拟量表（VAS）上的平均疼痛评分为33（从7.35到65.5）。 40（无痛）至90（可想象的最痛）。 在研究之前的0周内，我们评估了任何轻微疼痛事件的发生，包括牙齿，耳朵和头痛。 我们还从上述先导研究的100个中的4个性别和年龄相匹配的健康对照者（平均年龄20 60,95（SD）岁，8,52名女性）中随机选择了数据[10]。 32名患者或17名性别和年龄相匹配的健康志愿者中，没有任何神经或内科病史。 这项研究已获得当地伦理委员会的伦理批准，并在检查前从所有研究参与者处获得了书面知情同意书。

 

行为数据

 

我们使用以下标准化问卷收集了所有患者以及所有四个时间点的抑郁，躯体化，焦虑，疼痛以及身心健康的数据：贝克抑郁量表（BDI）[18]，简短症状量表（BSI）[19]， Schmerzempfindungs-Skala（SES？=？疼痛不适量表）[20]和健康调查36项简表（SF-36）[21]和诺丁汉健康状况（NHP）。 我们进行了重复测量方差分析（ANOVA），并使用Windows的SPSS 13.0（SPSS Inc.，Chicago，IL）配对了两尾t检验，以分析纵向行为数据，如果违反了球形性假设，则使用Greenhouse Geisser校正。 显着性水平设定为p <0.05。

 

VBM –数据采集

 

图像采集。 在带有标准3通道磁头线圈的12T MRI系统（Siemens Trio）上执行高分辨率MR扫描。 对于四个时间点中的每个时间点，扫描I（在假体修复术前1天至3个月之间），扫描II（在术后6至8周），扫描III（在术后12至18周）和IV（10）手术后数月），使用14D-FLASH序列（TR 1毫秒，TE 3毫秒，翻转角15°，4.9毫米切片，FOV 25，体素大小1。 256毫米）。

 

图像处理与统计分析

 

使用在 Matlab (Mathworks, Sherborn, MA, USA) 下运行的 SPM2 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK) 进行数据预处理和分析，并包含一个用于纵向数据的基于体素的形态测量 (VBM) 工具箱，即基于高分辨率结构 3D MR 图像，并允许应用体素统计来检测灰质密度或体积的区域差异 [22]、[23]。 总之，预处理涉及空间归一化、灰质分割和使用高斯核的 10 mm 空间平滑。 对于预处理步骤，我们使用了优化的协议 [22]、[23] 以及特定于扫描仪和研究的灰质模板 [17]。 我们使用 SPM2 而不是 SPM5 或 SPM8 来使该分析与我们的试点研究 [17] 具有可比性。 因为它允许对纵向数据进行出色的标准化和分割。 然而，随着最近更新的 VBM (VBM8) 变得可用 (dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/)，我们还使用了 VBM8。

 

跨部门分析

 

为了检测各组之间的脑灰质区域差异（时间点扫描I（慢性疼痛）的患者和健康对照组），我们使用了两个样本的t检验。 由于我们有很强的先验假设，因此我们在整个大脑中应用了p <0.001（未校正）的阈值，该假设基于9项独立研究，并且队列显示慢性疼痛患者的灰质减少[7]，[8]，[ 9]，[15]，[24]，[25]，[26]，[27]，[28]，灰质增加将出现在与我们的初步研究相同的区域（与疼痛处理相关）（17 ）。 各组的年龄和性别均匹配，各组之间无显着差异。 为了调查一年后各组之间的差异是否发生了变化，我们还比较了在时间点扫描IV（无痛，一年随访）的患者与健康对照组的患者。

 

纵向分析

 

为了检测时间点之间的差异（扫描I.IV），我们比较了术前（疼痛状态）与假体修复后6、8周和12个月（无疼痛）的扫描结果，以重复测量ANOVA进行比较。 由于慢性疼痛引起的任何大脑变化都可能需要一些时间才能在手术和停止疼痛后消失，并且由于患者报告的手术后疼痛，我们在纵向分析扫描I和II中与扫描III和IV中进行了比较。 为了检测与疼痛没有密切关系的变化，我们还寻找了所有时间间隔内的渐进性变化。 为了使两组比较和纵向分析的疼痛侧均正常化，我们翻转了左髋骨关节炎（n == 18）患者的大脑，但主要分析了未翻转的数据。 我们将BDI得分用作模型中的协变量。

 

成果

 

行为数据

 

所有患者在手术前均报告了慢性髋部疼痛，并且在手术后立即无疼痛（关于该慢性疼痛），但是在扫描II上报告了相当急性的手术后疼痛，与骨关节炎引起的疼痛不同。 SF-36的心理健康评分（F（1.925 / 17.322）？=？0.352，p？=？0.7）和BSI整体评分GSI（F（1.706 / 27.302）？=？3.189，p？=？0.064 ）在一段时间内没有变化，也没有精神并发症。 没有控件显示任何急性或慢性疼痛，也没有任何抑郁或身体/心理残疾的症状。

 

手术前，一些患者的BDI评分显示轻度至中度抑郁症状，在扫描III（t（17）？=？2.317，p？=？0.033）和IV（t（16）？=？2.132，p？ =？0.049）。 此外，所有患者的SES评分（疼痛不适）从I扫描（手术前）到II扫描（t（16）？=？4.676，p <0.001），III扫描（t（14）？=？）显着改善。 4.760，p <0.001）和扫描IV（t（14）？=？4.981，p <0.001，手术后1年），因为疼痛不愉快随疼痛强度的增加而降低。 扫描1和2的疼痛等级为阳性，第3和第4天的疼痛等级为阴性。 SES仅描述感觉到的疼痛的质量。 因此，第1天和第2天为阳性（第19.6天为1，第13.5天为2），第3天和第4天为阴性（na）。生活的尺度。 这就是为什么所有患者都在同一天被同一个人单独询问有关疼痛发生的原因。

 

在简短的健康调查（SF-36）中，该调查包括对身体健康评分和心理健康评分的概括性测量[29]，从扫描I到扫描II（t（ 17）== 4.266，p == 0.001），扫描III（t（16）== 8.584，p <0.001）和IV（t（12）== 7.148，p <0.001），但不在心理健康分数中。 NHP的结果相似，在``疼痛''子级（反极性）中，我们观察到从扫描I到扫描II的显着变化（t（14）？= ?? 5.674，p <0.001，扫描III（t（12 ）？= ?? 7.040，p <0.001并进行IV扫描（t（10）？= ?? 3.258，p？=？0.009）。我们还发现从扫描I到扫描III的子尺度``身体活动性''显着增加。 （t（12）≥3.974，p≥0.002）和扫描IV（t（10）≥2.511，p≥0.031）。扫描I和扫描II之间没有显着变化（手术后六周）。

 

结构数据

 

横截面分析。 我们在一般线性模型中将年龄作为协变量，没有发现年龄混淆。 与性别和年龄相匹配的对照组相比，原发性髋骨关节炎（n？=？20）的患者术前（Scan I）的前扣带回皮层（ACC），岛状皮层，盖，背外侧前额叶皮层（灰质）的灰质减少（ DLPFC），右颞极和小脑（表1和图1）。 除了右壳核（x≥31，y≥14，z≥1； p ＜0.001，t≥3.32）外，与OA患者相比，灰质密度没有显着增加。健康的控制。 将时间点扫描IV的患者与匹配的对照进行比较，发现与使用扫描I进行的横断面分析相比，对照组具有相同的结果。

 

 

 

翻转左髋骨关节炎患者的数据（n = 7）并将其与健康对照进行比较不会显着改变结果，但是丘脑减小（x = 10，y = 20， z 3 ＝ 0.001，p ＜3.44，t 25 ＝ 37），右小脑增加（x 50 ＝ 0.001，y 5.12 ＝ XNUMX，z XNUMX ＝ XNUMX，p ＜XNUMX，t XNUMX）。 =？XNUMX），与对照相比，在患者的未翻转数据中没有达到显着性。

 

纵向分析。 在纵向分析中，通过比较ACC中的第一次和第二次扫描（慢性疼痛/手术后疼痛）与第三次和第四次扫描（无痛），发现灰质显着增加（未校正p <.001）， OA患者的岛状皮质，小脑和眶旁（表2和图1）。 OA患者的次级躯体感觉皮层，海马，中脉皮层，丘脑和尾状核的灰质随时间降低（p <.001全脑分析，未校正）（图2）。

 

 

 

翻转左髋骨关节炎患者的数据（n？=？7）不会显着改变结果，但是对于Heschls Gyrus中脑灰质的减少（x？=？41，y？=？ 21，z≤10，p ＜0.001，t≤3.69）和Precuneus（x≤15，y ＝ 36，z≤3，p ＜0.001，t ＝ 4.60）。 。

 

通过将第一次扫描（手术前）与扫描3 + 4（手术后）进行对比，我们发现额叶皮层和运动皮层的灰质增加（p <0.001，未校正）。 我们注意到，这种对比并不那么严格，因为我们现在每个条件下的扫描次数更少（疼痛与非疼痛）。 当我们降低阈值时，我们重复使用1 + 2与3 + 4的对比发现的结果。

 

通过寻找在所有时间间隔内增加的区域，我们发现全髋关节置换术后髋关节病患者运动区（区域 6）的脑灰质变化（扫描 Idbm.neuro.uni-jena.de/vbm/）我们可以在前扣带皮层和中扣带皮层以及前岛叶中复制这一发现。

 

我们计算了效应大小，并进行了横截面分析（患者与对照组），得出ACC的峰值体素的Cohensd为1.78751（x？=？12，y？=？25，z？=？ 16）。 我们还为纵向分析计算了Cohensd（对比扫描1 + 2与对比扫描3 + 4）。 这导致ACC的Cohensd为1.1158（x？=？3，y？=？50，z？=？2）。 关于绝缘（x？=？33，y？=？21，z？=？13）并具有相同的对比度，Cohensd为1.0949。 此外，我们计算了ROI中Cohensd图的非零体素值的平均值（包含扣带回和前sub下皮层的前部划分，来自哈佛-牛津皮层皮质结构图集）：1.251223。

 

Alex Jimenez博士的见解

慢性疼痛患者除了已经使人衰弱的症状外，随着时间的流逝还会遇到各种各样的健康问题。 例如，许多人会因疼痛而出现睡眠问题，但最重要的是，慢性疼痛也会导致各种心理健康问题，包括焦虑和抑郁。 疼痛对大脑的影响似乎太过压倒性，但越来越多的证据表明，这些大脑变化不是永久性的，当慢性疼痛患者对其潜在的健康问题接受适当的治疗时，这种变化可以逆转。 根据这篇文章，在慢性疼痛中发现的灰质异常并不能反映出大脑的损害，而是一种可逆的结果，当适当地治疗疼痛后，这种异常就可以恢复正常。 幸运的是，可以使用多种治疗方法来缓解慢性疼痛症状并恢复大脑的结构和功能。

 

讨论

 

随着时间的推移监测整个大脑的结构，我们确认并扩展了我们最近发布的试验数据[17]。 我们发现在慢性疼痛状态下原发性髋骨关节炎患者的脑灰质变化，当这些患者在进行髋关节假体修复后无疼痛时，这种变化会部分逆转。 手术后灰质的部分增加几乎与手术前灰质减少的区域相同。 翻转左髋骨关节炎患者的数据（从而使疼痛侧正常化）对结果的影响很小，但另外还显示出我们无法轻易解释的黑氏回和前丘脑灰质的减少，并且由于不存在先验假设，因此请格外小心。 但是，在扫描IV的横截面分析中，仍然可以观察到在扫描I时患者与健康对照之间的差异。 因此，灰质随时间的相对增加是微妙的，即不足以对横截面分析产生影响，这一发现已经在研究依赖于经验的可塑性的研究中得到了证明[30]，[31]。 我们注意到，我们显示出由于慢性疼痛引起的脑部变化的某些部分是可逆的，但并不排除这些变化的其他部分是不可逆的。

 

有趣的是，我们观察到慢性疼痛患者术前ACC的灰质下降似乎在术后6周仍持续（扫描II），并且仅在扫描III和IV时才增加，可能是由于手术后疼痛或运动减少所致。功能。 这与NHP中包含的身体活动性评分的行为数据相符，后者在II期时间后没有显示任何显着变化，但在III级和IV级时显着增加。 值得注意的是，我们的患者报告说手术后髋关节没有疼痛，但是手术后周围肌肉和皮肤出现了疼痛，患者对此有不同的感觉。 但是，由于患者在第II扫描时仍报告有些疼痛，因此我们还将第一次扫描（手术前）与III + IV扫描（手术后）进行了对比，发现额叶皮层和运动皮层的灰质增加。 我们注意到，由于每种条件下的扫描次数较少（疼痛与非疼痛），因此这种对比不太严格。 当我们降低阈值时，我们将重复使用I + II与III + IV的对比发现的结果。

 

我们的数据有力地表明，慢性疼痛患者的灰质改变（通常见于脊髓上伤害感受过程所涉及的区域[4]）既不是由于神经元萎缩也不是由于脑损伤。 在慢性疼痛状态下观察到的这些变化不能完全逆转的事实可以用相对较短的观察时间来解释（手术后一年，而手术前平均为七年慢性疼痛）。 由于持续的伤害性输入，可能已经发展了数年的神经增生性大脑变化可能需要更多时间才能完全逆转。 为什么只能在纵向数据中而不是在横截面数据中（即在时间点IV的队列之间）检测到灰质增加的另一种可能性是患者人数太少（n≥20）。 需要指出的是，几个人的大脑之间的方差很大，纵向数据的优势在于，相同的大脑经过多次扫描后方差相对较小。 因此，只有在纵向数据[30]，[31]，[32]中才能检测到细微的变化。 当然，鉴于运动特定的结构可塑性和重组的发现，我们不能排除这些变化至少部分是不可逆的，尽管这是不可能的[4]，[12]，[30]，[33]，[34]。 为了回答这个问题，未来的研究需要在更长的时间范围（可能是几年）内对患者进行反复调查。

 

我们注意到，关于随时间变化的形态学大脑动态变化，我们只能得出有限的结论。 原因是，当我们在2007年设计该研究并在2008年和2009年进行扫描时，不知道是否会发生结构变化，并且出于可行性的原因，我们选择了此处所述的扫描日期和时间范围。 有人可能会争辩说，灰质随时间的变化（我们为患者组描述的）也可能在对照组中发生（时间效应）。 但是，由于老化而导致的任何变化（如果有的话）都将被认为是体积的减小。 根据9个独立研究和队列研究得出的先验假设，显示慢性疼痛患者的灰质减少[7]，[8]，[9]，[15]，[24]，[25]，[26]， [27]，[28]，我们关注的是随着时间的推移区域增长，因此我们认为我们的发现不是简单的时间效应。 值得注意的是，我们不能排除我们在患者组中发现的灰质随时间减少可能是由于时间效应所致，因为我们没有在同一时间范围内扫描对照组。 鉴于这些发现，鉴于与运动有关的形态学变化可能最快在1周后发生[32]，[33]，因此未来的研究应针对更长和更短的时间间隔[XNUMX]。

 

除了疼痛的伤害性方面对脑灰质的影响[17] [34]，我们还观察到运动功能的改变也可能有助于结构的改变。 我们发现运动和运动前区域（区域6）在所有时间间隔内都会增加（图3）。 直观地讲，这可能是由于随着时间的推移运动功能的改善，因为患者不再过着正常的生活。 值得注意的是，鉴于我们最初的研究目的是调查慢性疼痛患者中脑灰质的减少是否在原则上是可逆的，因此我们不专注于运动功能而是改善疼痛体验。 因此，我们没有使用特定的仪器来研究运动功能。 然而，疼痛综合征患者的（功能性）运动皮层重组已得到充分证明[35]，[36]，[37]，[38]。 此外，运动皮层是使用直接脑刺激[39] [40]，经颅直流电刺激[41]和反复经颅磁刺激[42] [43]在医学上难治的慢性疼痛患者中的一种治疗方法。 这种调节的确切机制（促进与抑制，或仅仅是与疼痛相关的网络的干扰）尚未阐明[40]。 最近的一项研究表明，特定的运动经历可以改变大脑的结构[13]。 在运动任务的特殊要求下，可能发生突触发生，运动表征的重组和运动皮层中的血管生成。 曹等。 结果显示，慢性下腰痛患者的运动皮层中的重组似乎是特定的背痛[44]和Puri等。 观察到纤维肌痛患者的左辅助运动区灰质减少[45]。 我们的研究并非旨在消除可能改变慢性疼痛大脑的各种因素，但我们解释了有关灰质变化的数据，这些数据并不完全反映持续伤害性输入的后果。 实际上，最近对神经性疼痛患者进行的一项研究指出，大脑区域的异常包括情绪，自主神经和疼痛知觉，这表明它们在慢性疼痛的全球临床研究中起着至关重要的作用[28]。

 

 

最近的两项先导研究集中在骨关节炎患者的髋关节置换治疗上，这是唯一可以通过全髋关节置换术治愈的慢性疼痛综合征[17]，[46]，而这些数据与最近在慢性下腰痛患者中的研究相辅相成[ 47]。 这些研究需要根据一些纵向研究来观察，这些纵向研究在结构水平上研究人类经验依赖的神经元可塑性[30]，[31]，以及最近对经历反复疼痛刺激的健康志愿者的结构性大脑变化的研究[34]。 。 所有这些研究的关键信息是，疼痛治愈后，疼痛患者和对照组之间大脑结构的主要差异可能会消失。 但是，必须考虑到，尚不清楚不清楚慢性疼痛患者的变化是仅由于伤害性输入还是由于疼痛的后果或两者兼而有之。 行为改变，如剥夺或增强社交关系，敏捷性，体育锻炼和生活方式改变，很有可能足以塑造大脑[6]，[12]，[28]，[48]。 尤其是抑郁症是合并症或疼痛的结果，是解释患者与对照组之间差异的关键候选人。 我们的一小部分OA患者表现出轻度至中度的抑郁症状，并随时间而改变。 我们没有发现BDI评分显着改变卵巢的结构改变，但问题是，由于没有疼痛和运动能力改善，还有多少其他行为改变可能对结果产生影响，以及在多大程度上起作用。 这些行为变化可能会影响慢性疼痛中灰质的减少以及疼痛消失后灰质的增加。

 

另一个可能使我们对结果的解释产生偏差的重要因素是，几乎所有患有慢性疼痛的患者都服用了止痛药，他们在无痛时就停药了。 有人可能会说，双氯芬酸或布洛芬等非甾体抗炎药对神经系统有一定作用，而阿片类药物，抗癫痫药和抗抑郁药（常用于慢性疼痛治疗的药物）也是如此。 止痛药和其他药物对形态测量结果的影响很重要（48）。 迄今为止，尚无研究显示止痛药对脑部形态的影响，但几篇论文发现，慢性止痛患者的大脑结构变化既不能仅通过与疼痛相关的不活动来解释[15]，也不能通过止痛药来解释[7]，[9] [49]。 但是，缺乏具体的研究。 进一步的研究应集中于经验，依赖于皮质可塑性的变化，这可能对慢性疼痛的治疗具有广泛的临床意义。

 

我们还发现，在纵向分析中灰质的减少可能是由于伴随运动功能和疼痛知觉改变的重组过程所致。 关于疼痛条件下脑灰质的纵向变化的信息很少，因此，我们没有手术后这些区域灰质减少的假设。 Teutsch等。 [25]发现，健康志愿者在连续八天的日常实验中经历了疼痛刺激，其体感和中扣带皮层大脑灰质增加。 在本研究中，对于治疗了长期慢性疼痛的患者，实验性伤害性输入后灰质增加的发现在解剖学上与脑灰质的减少在一定程度上重叠。 这意味着健康志愿者中的伤害性输入会导致运动依赖的结构变化，就像慢性疼痛患者可能会发生这种变化一样，而健康志愿者中的伤害性输入会在伤害性输入停止后逆转。 因此，在OA患者中看到的这些区域灰质的减少可以解释为遵循相同的基本过程：运动依赖性改变大脑变化[50]。 作为一种非侵入性手术，MR形态计量学是寻找疾病的形态学底物，加深我们对脑结构与功能之间关系的理解，甚至监测治疗干预的理想工具。 未来的重大挑战之一是将这种功能强大的工具应用于慢性疼痛的多中心和治疗性试验。

 

本研究的局限性

 

尽管这项研究是我们先前研究的扩展，将随访数据延长至12个月并调查了更多患者，但我们发现慢性疼痛的形态学脑部变化是可逆的，这是我们的原理发现，仍然相当微妙。 效应的大小很小（见上文），并且其效应部分是由扫描2时点区域脑灰质体积的进一步减少所驱动的。当我们从扫描2中排除数据时（直接在手术后），仅显着运动皮层和额叶皮层脑灰质的增加在未校正的p <0.001的阈值内幸存（表3）。

 

 

结论

 

无法区分我们在何种程度上观察到的结构性变化是由于伤害性输入的变化，运动功能或药物消耗的变化或幸福感的变化所引起的。 掩盖第一次扫描和最后一次扫描的组对比度，发现差异远小于预期。 据推测，由慢性疼痛引起的脑部改变会在相当长的时间内发展，并且可能还需要一些时间才能恢复。 然而，这些结果揭示了重组过程，有力地表明，这些患者的慢性伤害性输入和运动障碍导致皮质区域加工改变，因此结构上的脑部变化在原则上是可逆的。

 

致谢

 

我们感谢所有志愿者参与这项研究以及汉堡NeuroImage Nord的物理与方法小组。 该研究已获得当地伦理委员会的道德批准，并在检查前从所有研究参与者处获得了书面知情同意。

 

资金声明

 

这项工作得到了DFG（德国研究基金会）（MA 1862 / 2-3）和BMBF（联邦教育和研究部）（371 57 01和NeuroImage Nord）的资助。 资助者在研究设计，数据收集和分析，决定发表或准备手稿方面没有任何作用。

 

 

内源性大麻素系统：您从未听说过的基本系统

 

如果您还没有听说过内源性大麻素系统或ECS，则无需感到尴尬。 早在1960年代，对大麻的生物活性产生兴趣的研究人员最终分离出了其许多活性化学物质。 然而，又花了30年的时间，研究人员研究动物模型以在啮齿动物的大脑中找到这些ECS化学品的受体，这一发现打开了对ECS受体的存在及其生理目的是什么的整个研究世界。

 

现在我们知道，大多数动物，从鱼类到鸟类再到哺乳动物，都具有内源性大麻素，而且我们知道人类不仅可以制造自己的大麻素来与该特定系统相互作用，而且还可以产生与ECS相互作用的其他化合物，例如在许多不同的植物和食品中都可以观察到，远远超出了大麻的种类。

 

作为人体系统，ECS并非像神经系统或心血管系统那样孤立的结构平台。 取而代之的是，ECS是在人体中广泛分布的一组受体，这些受体通过一组配体被激活，这些配体我们统称为内源性大麻素或内源性大麻素。 尽管有其他建议的受体，但两个已验证的受体都称为CB1和CB2。 PPAR和TRP通道也可以调解某些功能。 同样，您会发现只有两个文献充分的内源性大麻素：an酰胺和2-花生四烯酸甘油酯或2-AG。

 

此外，内源性大麻素系统的基础是合成和分解内源性大麻素的酶。 据信内源性大麻素是在需要的基础上合成的。 涉及的主要酶是二酰基甘油脂肪酶和N-酰基-磷脂酰乙醇胺-磷脂酶D，它们分别合成2-AG和anandamide。 两种主要的降解酶是分解酰胺基酰胺的脂肪酸酰胺水解酶或FAAH和分解2-AG的单酰基甘油脂酶或MAGL。 这两种酶的调节可增加或减少ECS的调节。

 

ECS的功能是什么？

 

ECS是人体的主要稳态调节系统。 它可以很容易地被视为人体的内部适应系统，始终在维持各种功能的平衡。 内源性大麻素广泛用作神经调节剂，因此，它们可调节从生育到疼痛的各种身体过程。 ECS中一些较知名的功能如下：

 

神经系统

 

从中枢神经系统或中枢神经系统，一般刺激CB1受体将抑制谷氨酸和GABA的释放。 在中枢神经系统中，ECS在记忆形成和学习中发挥作用，促进海马神经发生，还调节神经元兴奋性。 ECS还在大脑对损伤和炎症做出反应的过程中发挥了作用。 ECS通过脊髓调节疼痛信号并增强自然镇痛作用。 在由CB2受体控制的周围神经系统中，ECS主要在交感神经系统中起作用，以调节肠道，泌尿和生殖道的功能。

 

压力和心情

 

ECS对压力反应和情绪调节有多种影响，例如，这种对急性压力的身体反应的启动以及随着时间的流逝而适应更长期的情绪，例如恐惧和焦虑。 健康的内源性大麻素系统对于人类如何在令人满意的唤醒程度与过度和不愉快的程度之间进行调节至关重要。 ECS在记忆形成中也可能起着作用，尤其是在大脑因压力或损伤而留下记忆的方式中。 由于ECS调节多巴胺，去甲肾上腺素，XNUMX-羟色胺和皮质醇的释放，因此它还可以广泛影响情绪反应和行为。

 

消化系统

 

消化道中充斥着调节胃肠道健康几个重要方面的CB1和CB2受体。 人们认为，ECS可能是描述消化道功能健康中起重要作用的肠脑-免疫连接的“缺失环节”。 ECS可能是通过限制免疫系统破坏健康菌群以及调节细胞因子信号传导来调节肠道免疫力。 ECS调节消化道的自然炎症反应，这对广泛的健康问题具有重要意义。 胃和一般胃肠动力也似乎部分受ECS控制。

 

食欲和代谢

 

ECS，特别是CB1受体，在食欲，新陈代谢和体内脂肪调节中发挥着作用。 CB1受体的刺激提高了寻求食物的行为，增强了对气味的认识，还调节了能量平衡。 超重的动物和人类都有ECS失调，可能导致该系统过度活跃，从而导致暴饮暴食和能量消耗减少。 肥胖症中循环中的anandamide和2-AG水平升高，这可能部分是由于FAAH降解酶的产生减少。

 

免疫健康与炎症反应

 

免疫系统的细胞和器官富含内源性大麻素受体。 大麻素受体在胸腺，脾脏，扁桃体和骨髓中，以及在T和B淋巴细胞，巨噬细胞，肥大细胞，嗜中性粒细胞和自然杀伤细胞中表达。 ECS被认为是免疫系统平衡和体内平衡的主要驱动力。 尽管并非从免疫系统了解ECS的所有功能，但ECS似乎可以调节细胞因子的产生，并在防止免疫系统过度活跃方面发挥作用。 炎症是免疫反应的自然组成部分，在急性损伤身体（包括伤害和疾病）中起着非常正常的作用。 但是，如果不加以检查，它可能会变成慢性病，并导致一系列不利的健康问题，例如慢性疼痛。 通过控制免疫反应，ECS有助于在体内维持更均衡的炎症反应。

 

ECS监管的其他健康领域：

 

• 骨骼健康
• 生育能力
• 皮肤健康
• 动脉和呼吸系统健康
• 睡眠和昼夜节律

 

如何最好地支持健康的ECS是许多研究人员正在尝试回答的问题。 请继续关注有关此新兴主题的更多信息。

 

总之，慢性疼痛与大脑变化有关，包括减少灰质。 但是，以上文章证明，慢性疼痛会改变大脑的整体结构和功能。 尽管慢性疼痛可能会导致这些问题，但除其他健康问题外，对患者基本症状的正确治疗可以逆转大脑变化并调节灰质。 此外，越来越多的研究表明，内源性大麻素系统的重要性及其在控制和管理慢性疼痛及其他健康问题中的作用。 国家生物技术信息中心（NCBI）引用的信息。 要讨论主题，请随时询问Jimenez博士或通过以下方式与我们联系。915-850-0900 。

 

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附加主题：腰痛

背疼 是造成残障和世界各地缺勤时间最普遍的原因之一。 事实上，背痛被认为是第二次就诊最常见的原因，仅次于上呼吸道感染。 大约80％的人口在一生中至少会经历某种背痛。 脊柱是由骨骼，关节，韧带和肌肉以及其他软组织组成的复杂结构。 因此，受伤和/或病情加重，例如 椎间盘突出，最终会导致背部疼痛的症状。 运动伤害或汽车事故伤害通常是造成背痛的最常见原因，但是，有时最简单的动作可能会产生痛苦的结果。 幸运的是，诸如脊椎治疗等替代疗法可以通过使用脊柱调节和手动操作来帮助缓解背部疼痛，最终改善疼痛缓解。

 

 

 

特别重要的主题：腰痛管理

 

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