圖為中國科學院深圳先進技術研究院腦所研究員黃天文團隊。
人們常用“痛苦”一詞來泛指不適的感受，可以指身體上的疼痛，也可表達精神上的折磨。不過，在腦科學的研究範疇，“痛”與“苦”可是由截然不同的神經通路所驅動的感受，並表現為不同的行為。
在接受記者採訪時，中國科學院深圳先進技術研究院腦所研究員黃天文說：“大量重度慢性疼痛患者，需要長期忍受‘生理痛’和‘心裡苦’帶來的雙重煎熬，而一些藥物具有成癮性和其他各種副作用，臨床上亟待開發更加安全、有效，能夠緩解雙重痛苦的藥物。”
在鎮痛藥的早期研發中，人們往往只關注“生理痛”而忽略了“心裡苦”的緩解。黃天文及其團隊的主要研究方向，就是從生理和病理條件下摸清疼痛的神經機制。
“痛”與“苦”
有何區別
當手不小心接觸到滾燙的開水後，大腦的第一反應是——把手快速縮回，隨後下意識地摸耳垂。在這個過程中，疼痛激發了兩種反應：一個是不假思索地快速縮手，以避免受傷；另一個是被燙到後摸耳垂，利用相對的低溫來緩解疼痛。
黃天文說，當第一線的反射性防禦行為無法阻止組織損傷時，由此產生的持續性疼痛會引發第二線的“撫慰/療傷行為”，以緩解痛苦。面對傷害性的刺激，這兩種自我保護行為再平常不過，這分別反映了生理上對“痛”的感知，以及心理上對“苦”的表達。
然而，長期以來，人們並不清楚是哪些神經通路驅動了這兩種行為。有科學家提出疼痛信息傳遞的“平行理論”。
這一理論認為，疼痛信息從脊髓向大腦傳遞時，存在兩套平行的系統來應對傷害性刺激，其中一套系統傳導生理上的痛感，而另一套傳導情緒上的不適，並分別執行反射行為和“撫慰/療傷行為”。這兩條“主幹道”同時發揮作用，人們就會覺得“痛苦”。
“在長期的疼痛動物實驗中，人們往往只關注到了反射行為，認為藥物只要能阻斷‘生理痛’的神經通路，就可以緩解疼痛，現在看來，這很容易產生誤判。”黃天文說，弄清小鼠如何表達痛苦情緒，從而幫助評估鎮痛藥的效果是團隊的研究重點。
摸底阻斷疼痛的“主戰場”
為了弄清疼痛的神經機制，黃天文團隊將研究重點放在了脊髓背角神經元：動物的軀體感覺，包括痛覺信息，從外周進入中樞神經系統後，背角神經元是必經的第一站。
據黃天文介紹，背角神經元就像一道閘門，能決定哪些信息繼續往上傳遞。如果理解了它們的工作模式，就能讓很多疼痛信息在這一關就被屏蔽掉。
將目標鎖定在背角神經元后，黃天文團隊開始逐個分析裡面的各條神經通路，最終將目標確定在一類叫TAC1的神經元上。
反覆的小鼠實驗顯示，缺失TAC1神經元的小鼠，即便再次進入先前受到多次疼痛刺激的環境中，也不再對該環境表現出厭惡感，而相同的環境，可以在正常小鼠中喚起“痛苦情緒”，產生厭惡感。
按照這一思路，黃天文團隊又設計了不少類似實驗，例如評估動物對受傷部位的持續性舔舐行為等，結果都表明，TAC1神經元與“心裡苦”有關。
“相較於一般的快速反射反應，我們的數據支持‘撫慰/療傷行為’才是反映疼痛程度更好的指標，為疼痛信息傳遞的‘平行理論’提供了證據。”黃天文說。
這項研究首次發現了脊髓背角TAC1這類神經元在疼痛傳導中的功能，併為研究小鼠的痛苦情緒表達，提供了新的行為學範式，同時對於臨床鎮痛藥物的研發，也具有非常重要的現實意義。
這一研究由黃天文在美國哈佛大學醫學院學習工作期間完成，並發表於國際頂級學術期刊《自然》（Nature）。
加盟諾獎實驗室助力疼痛研究
2019年7月，黃天文結束了哈佛大學7年的博士後工作，全職加入中科院深圳先進院內爾神經可塑性諾獎實驗室，主攻非成癮性鎮痛研究，期望通過疼痛和成癮神經環路的原創性研究，解決鎮痛藥成癮問題。
截至目前，黃天文已在中科院深圳先進院組建起疼痛神經機制研究組，建立電生理和動物行為學研究平臺，並引進了多種小鼠遺傳工具品系，同時參與到落地深圳光明科學城的“腦解析與腦模擬重大科技基礎設施”的規劃建設當中。
黃天文告訴記者，選擇中科院深圳先進院的一個重要原因在於，他所做的腦科學研究屬於生物科技，而中科院深圳先進院的特長，恰是可以將生物類的研究和器械工程等IT類研究結合在一起。
“做疼痛研究，儀器設備能起到重要作用，例如觀察實驗動物的心跳變化、腦電波變化、行為活動，並進行精確分析，等等，而這些依賴於各種先進的工程技術，對於整個生物科學的研究將是強有力的支持。”黃天文說，今後的中國，將有更多能夠實現交叉共融的地方，這些對科學家非常具有吸引力。
