经颅聚焦超声刺激靶向初级运动皮层对健康成年人实验性疼痛阈值的急性调节作用及脑电图证据

《The Journal of Headache and Pain》：Primary motor cortex–directed transcranial focused ultrasound modulates pain perception and cortical nociceptive-sensory processing

　　

摘要

背景

疼痛仍然是主要的临床挑战，并带来巨大的健康和社会经济负担，凸显了对能够直接调节中枢疼痛处理网络的非药物策略的需求。因此，无创脑刺激已成为疼痛神经调节的重要方法。在新兴技术中，经颅聚焦超声刺激 (tFUS) 尤其具有吸引力，因为它可以传递空间聚焦的声能并具有可调节的刺激深度。尽管初级运动皮层 (M1) 是中枢疼痛调节的关键靶点，但关于针对 M1 的 tFUS 疼痛调节作用的人体直接证据仍然有限。我们研究了针对右侧 M1 的 tFUS 是否调节健康成年人的实验性疼痛阈值和皮层疼痛处理动态。

方法

这项随机、假刺激对照交叉研究包括 28 名健康成人，共完成 56 次实验会话。每位参与者在两个单独会话中分别接受 15 分钟的针对右侧 M1 的真实和假 tFUS，右侧 M1 通过经颅磁刺激进行功能定位。使用热痛阈和压痛阈评估疼痛敏感性。在 25 名具有可用 EEG 数据的参与者中分析的疼痛相关脑电图 (EEG) 结局包括接触热诱发电位、疼痛诱发的振荡活动和静息态功能连接。额外评估包括一名代表性参与者的计算机断层扫描指导的声学建模以及对盲法效力和不良事件的评估。

结果

与假刺激相比，针对 M1 的 tFUS 产生了更大的热痛阈和压痛阈前后增加。这些行为效应伴随着接触热诱发电位的 P2 潜伏期延长、热痛诱发的阿尔法功率降低，以及额 - 中央 - 顶颞网络内贝塔波段静息态功能连接的减弱。探索性重复测量相关显示，P2 潜伏期的变化与疼痛阈值的变化呈正相关。代表性模拟表明，估计的声学和热暴露保持在非显著风险水平内。未发生严重不良事件，所有报告的症状均为轻度或中度且为暂时性。真实刺激和假刺激之间未检测到盲法评分的统计学显著差异。

结论

这些发现提供了初步证据，表明针对 M1 的 tFUS 可以急性调节实验性疼痛敏感性（相对于假刺激），伴随着疼痛相关 EEG 措施的探索性变化以及对耐受性的初步支持。需要进一步的研究来确定这些效应是否可以重现、维持并转化为临床疼痛人群。

试验注册

中国临床试验注册中心，ChiCTR2500110109，预注册于 2025 年 9 月 30 日。