對全球10億人來說，頭痛、惡心、視力模糊和持續(xù)數(shù)天的疲勞可能會(huì)使他們虛弱。但長期以來，科學(xué)家一直困惑于大腦活動(dòng)是如何引發(fā)這種最嚴(yán)重的頭痛——偏頭痛的。

一位女性因?yàn)槠^痛捂住了自己的頭。圖片來源：Tunatura/Getty

7月4日，一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》的小鼠研究為引發(fā)偏頭痛的神經(jīng)事件提供了線索。研究表明，短暫的大腦“停電”——當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)停止時(shí)，會(huì)暫時(shí)改變腦脊液的含量。

腦脊液是圍繞大腦和脊髓的透明液體。研究人員認(rèn)為，這種改變后的液體通過解剖學(xué)上一個(gè)以前未知的間隙到達(dá)顱骨的神經(jīng)。在那里，它激活疼痛和炎癥受體，導(dǎo)致頭痛。

“這項(xiàng)研究改變了人們對頭痛起源的看法?！泵绹每怂_斯大學(xué)達(dá)拉斯分校神經(jīng)科學(xué)家Gregory Dussor說，“頭痛可能只是一個(gè)普遍的警告信號(hào)，表明大腦內(nèi)部發(fā)生了許多不正常的事情?！?/p>

論文通訊作者、丹麥哥本哈根大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Maiken Nedergaard說：“偏頭痛實(shí)際上是有保護(hù)作用的，因?yàn)樗嬖V人們需要休息、恢復(fù)和睡眠。”

大腦本身沒有痛覺感受器，頭痛的感覺來自大腦外的周圍神經(jīng)系統(tǒng)。但是，大腦與周圍神經(jīng)系統(tǒng)沒有直接聯(lián)系，它是如何觸發(fā)神經(jīng)引起頭痛的，人們知之甚少，這使得頭痛難以治療。

研究人員從一種名為先兆性偏頭痛的特殊類型頭痛的小鼠模型入手，開始探索這一點(diǎn)。1/3的偏頭痛患者在頭痛前會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先兆階段，該階段有惡心、嘔吐、對光敏感和麻木等癥狀，可以持續(xù)5分鐘到一個(gè)小時(shí)。

在先兆階段，當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)短暫停止時(shí)，大腦會(huì)經(jīng)歷一段被稱為皮層擴(kuò)布性抑制（CSD）的“停電”。對偏頭痛的研究表明，當(dāng)腦脊液中的分子從大腦流出并激活腦膜中的神經(jīng)時(shí)，頭痛就會(huì)發(fā)生。

Nedergaard團(tuán)隊(duì)希望探索腦脊液中是否存在類似的滲漏，從而激活貫穿面部和顱骨的三叉神經(jīng)。神經(jīng)分支在顱骨底部的三叉神經(jīng)節(jié)處匯合。這是一個(gè)將面部和頜部之間的感覺信息傳遞到大腦的樞紐，包含疼痛和炎癥蛋白的受體。

研究人員飼養(yǎng)了經(jīng)歷CSD的小鼠，并分析了它們腦脊液的運(yùn)動(dòng)和含量。在CSD期間，他們發(fā)現(xiàn)液體中某些蛋白質(zhì)的濃度降至正常水平的一半以下；其他蛋白質(zhì)的濃度增加了一倍多，包括疼痛傳遞蛋白CGRP，CGRP是偏頭痛藥物的靶點(diǎn)之一。

研究人員還在三叉神經(jīng)節(jié)周圍的保護(hù)層中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以前未知的間隙，這使得腦脊液能夠涌入這些神經(jīng)細(xì)胞。因此，他們測試了不同蛋白質(zhì)濃度的脊髓液能否激活對照小鼠的三叉神經(jīng)。

CSD后立刻收集的腦脊液增加了三叉神經(jīng)細(xì)胞的活性，這表明頭痛可能是由這些被激活的細(xì)胞發(fā)出的疼痛信號(hào)引發(fā)的。但CSD2.5小時(shí)后收集的腦脊液沒有這樣的效果。

“腦脊液中釋放的物質(zhì)都會(huì)降解，所以這是一種短暫的現(xiàn)象。”Nedergaard說。

英國倫敦國王學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Philip Holland說：“這確實(shí)表明了大腦中某些變化如何影響與周圍神經(jīng)系統(tǒng)之間的潛在相互作用。神經(jīng)系統(tǒng)的這兩個(gè)組成部分可能互相存在串?dāng)_?！?/p>

Dussor建議，未來的研究可以探索為什么脊髓液中的蛋白質(zhì)“撞擊”三叉神經(jīng)節(jié)會(huì)導(dǎo)致頭痛而不是其他類型的疼痛?！斑@將在該領(lǐng)域引發(fā)許多有趣的問題，或許會(huì)成為一些新研究項(xiàng)目的源頭?！?/p>

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adl0544

來源：科學(xué)網(wǎng)