《The Journal of Physiology》：Transcranial photobiomodulation with near-infrared laser induces analgesia in rats
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本综述系统阐述了1064 nm经颅光生物调节（tPBM）作为一种新型非侵入性镇痛方法的潜力。研究通过行为学实验证实1064 nm tPBM可显著缓解福尔马林诱导的大鼠疼痛行为，并利用电生理技术揭示其通过增强初级体感皮层局部场电位（LFP）活动、抑制前扣带回皮层（ACC）、双侧杏仁核（Amygdala）及腹侧被盖区（VTA）等疼痛相关脑区的异常放电，并维持疼痛输入破坏的脑功能连接性（Coherence）发挥镇痛作用。该研究为临床疼痛管理提供了新见解。
引言
疼痛作为一种复杂的生理和心理体验，分为急性、发作性和慢性（持续超过3个月）三种主要类型，给患者和社会带来巨大负担。全球超过30%的人口受慢性疼痛困扰，其相关的直接医疗成本和间接生产力损失甚至超过心脏病、癌症和糖尿病。目前疼痛治疗手段有限，阿片类药物虽广泛应用但存在耐受性、成瘾性、戒断综合征和高死亡率等严重副作用，因此开发非成瘾性镇痛方法至关重要。
方法
研究采用Sprague-Dawley大鼠，实验程序经动物护理和使用委员会批准。首先通过离体实验评估808 nm、852 nm和1064 nm波长激光在穿透头皮、颅骨、部分脑组织（3 mm、5 mm）、全脑和全头时的透射率。行为学实验采用福尔马林诱导疼痛模型，观察1064 nm tPBM（8分钟预处理）对大鼠疼痛行为（爪放下、爪抬起、舔爪）的影响。电生理实验通过植入电极记录初级体感皮层、ACC、双侧杏仁核和VTA的LFP信号，分析tPBM前后及福尔马林注射后各频段（δ、θ、α、β、γ）功率变化和脑区间相干性。
1064 nm tPBM的穿透特性
离体测量显示，1064 nm、852 nm和808 nm激光在穿透不同厚度组织时透射率随厚度增加而降低，但三种波长间未发现显著差异。尽管如此，1064 nm激光因其更长波长，理论上具有更深的组织穿透能力，为非侵入性神经调制提供了基础。
1064 nm tPBM诱导镇痛
行为学结果表明，1064 nm tPBM预处理能显著降低福尔马林注射后的疼痛评分，尤其在第25至60分钟效果明显，并减少抬爪和舔爪的持续时间。而808 nm和852 nm tPBM未表现出显著镇痛效果。体温监测排除热效应干扰，证实1064 nm tPBM的镇痛作用具有波长特异性。
1064 nm tPBM激活皮层区域
电生理记录发现，1064 nm tPBM能增强初级体感皮层的LFP活动，尤其在δ、θ和γ频段功率显著增加。刺激结束后，所有频段LFP功率仍持续升高，表明tPBM对神经元活动具有持续兴奋作用。
1064 nm tPBM抑制伤害性输入引发的脑活动
在福尔马林疼痛模型中，疼痛刺激导致ACC、双侧杏仁核和VTA的LFP功率广泛升高。1064 nm tPBM预处理则显著抑制了这种伤害性刺激诱导的脑活动增强。具体而言，在ACC区，所有频段（δ、θ、α、β、γ）功率均被抑制；在VTA，δ、θ和α频段功率下降；在双侧杏仁核，δ、θ、α、β频段功率显著降低。这表明tPBM通过调控疼痛矩阵关键节点的异常活动发挥镇痛作用。
1064 nm tPBM维持脑连接性
脑功能连接分析显示，福尔马林注射破坏了ACC、杏仁核、VTA等脑区之间的相干性。1064 nm tPBM预处理能有效维持这些脑区间的功能连接，特别是在ACC与左杏仁核、ACC与VTA、左右杏仁核之间以及杏仁核与VTA的连接中，δ、θ、α、β、γ频段的相干性均得到较好维持。这表明tPBM的镇痛效应不仅涉及局部神经元活动的调制，还通过维持大规模脑网络功能完整性来实现。
讨论
本研究首次证实1064 nm tPBM能通过调控疼痛相关脑区的活动和连接产生镇痛效应。其机制可能涉及：1）增强皮层兴奋性；2）抑制疼痛矩阵关键节点的异常放电；3）维持伤害性输入破坏的脑功能连接。与808 nm、852 nm波长相比，1064 nm tPBM显示出独特的镇痛优势，可能与波长特异性参数设置有关。未来研究需进一步阐明其分子机制，并在更多疼痛模型（如神经病理性痛、癌痛）中验证其疗效，推动其临床转化。
结论
1064 nm经颅光生物调节是一种有效的非侵入性镇痛方法，通过调节疼痛相关脑区的神经活动和功能连接缓解伤害性疼痛。该研究为临床疼痛管理提供了新思路，尤其适用于对传统药物治疗无效或不适宜的患者。
