导读慕尼黑工业大学(TechnicalUniversity of Munich)、新加坡国立大学(National University of Singapore)等多个研究机构的科研人员使用脑电图(EEG)记录,通过经皮神经刺激(TENS)对截肢者的幻肢进行无害(innocuous),中等强度(moderately more intense)和有害刺激(noxious stimulation)时,确定并验证了大脑活动的时空特征。基于时空脑电图特征,研究人员开发了一种检测大脑疼痛感知和反应的系统,该系统成功地对三种不同的刺激条件进行了分类,测试准确度为94.66%,并研究了大脑皮层活动对感觉刺激的响应。研究结果表明,有害刺激会在运动后450毫秒至750毫秒之间激活运动前皮层,并在中央皮层(Cz电极)中显示出最高的激活,而中等强度刺激的最高激活在顶叶中被发现(P2,P4和P6电极)。研究人员对皮质来源进行了定位,并观察到了与有害刺激条件相对应的前扣带回皮质(ACC)的早期强烈激活。此外,在有害的感觉过程中观察到后扣带回皮质(PCC)的激活。痛觉通常被称为疼痛感。覆盖在皮肤和器官上的被称为伤害感受器的特殊受体会对有害的化学、机械和热刺激作出反应。有些微小的疼痛感受器对各种伤害性刺激都有反应,而另一些则只对特定的疼痛有反应,比如灼痛或刺痛手指。突然的疼痛刺激A型纤维,向脊髓发送电信号。疼痛信号然后激活丘脑,丘脑将信号传递到大脑的不同区域。随后,该信号激活负责身体感觉的体感皮层;然后,这些信号被传递到额叶皮层,在那里进行高层次的认知处理,最后到达与情绪有关的边缘系统。这个疼痛处理网络,以及脊髓中的疼痛反射通路,被认为对保护身体免受刺激损伤至关重要。因此,对大脑网络的深入了解促使人们开始研究身体内部导致疼痛感觉的过程,以及理解大脑中的疼痛感知机制。
研究人员表示,虽然这是一个单一的案例研究,但这项工作提出了一种新的方法,并首次尝试分析和分类神经活动时,恢复被截肢者的感觉知觉,这可能为设计一个实时疼痛反应系统的上肢假肢开辟了道路。论文信息Decoding of Pain Perception using EEG Signals for a Real-Time Reflex System in Prostheses