《Neurobiology of Pain》：Aberrant anterior insula-sensorimotor interaction modulates pain empathy in women with primary dysmenorrhea
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背景：疼痛共情涉及多个神经网络。神经影像学研究已识别出前岛叶（anterior insula, aINS）和感觉运动网络在原发性痛经（primary dysmenorrhea, PDM）女性处理疼痛共情中的作用。然而，在月经疼痛期间这两个网络之间的交互如何调节
背景：疼痛共情涉及多个神经网络。神经影像学研究已识别出前岛叶（anterior insula, aINS）和感觉运动网络在原发性痛经（primary dysmenorrhea, PDM）女性处理疼痛共情中的作用。然而，在月经疼痛期间这两个网络之间的交互如何调节疼痛共情仍不清楚。方法：本病例对照研究纳入56名PDM女性和55名健康对照（healthy controls, HCs）。研究人员指导参与者在月经期接受功能性磁共振成像（functional MRI, fMRI）扫描，并观看描绘疼痛和非疼痛情境的图片以诱发共情，同时使用简版McGill疼痛问卷评估疼痛强度。研究人员对aINS相关网络和感觉运动网络及其交互进行功能连接（functional connectivity, FC）分析，以探讨它们与疼痛和疼痛共情的关系。进行中介分析以研究FC在月经痛与共情之间的中介作用。结果：PDM患者表现出更高的疼痛共情评分，且与疼痛强度显著相关。在双侧aINS-中央前回/中央后回FC相当的情况下，PDM患者左侧aINS-中央后回连接与疼痛强度和共情均呈正相关，而HCs中左侧aINS和中央前回中心网络之间的正交互作用与疼痛共情呈负相关。此外，相关和中介分析显示，左侧aINS-右侧中央后回FC介导了PDM女性月经痛与疼痛共情之间的关系。结论：aINS-感觉运动网络交互在疼痛共情中起关键作用，但在月经痛下可能参与不同的调节过程，塑造心理适应和共情反应。
疼痛共情是个体感知他人痛苦时产生的情感与行为反应，对社交功能至关重要。神经影像学研究表明，前岛叶（anterior insula, aINS）和感觉运动网络分别参与疼痛共情中的情感共享和躯体感觉共振，但两者间的交互如何调节疼痛共情尚不明确。此外，个人疼痛经验（如慢性疼痛）可能影响共情能力，而原发性痛经（primary dysmenorrhea, PDM）作为一种周期性月经疼痛，为研究自然复发性疼痛如何塑造神经共情机制提供了理想模型。本研究旨在探讨PDM女性中aINS与感觉运动网络交互在疼痛共情中的作用，并检验月经痛是否通过该交互影响共情反应。
研究人员开展了一项病例对照研究，纳入56名PDM女性和55名年龄匹配的健康对照（healthy controls, HCs），于月经期采集静息态功能磁共振成像（fMRI）数据，并使用经典疼痛共情范式（观看肢体处于疼痛/非疼痛情境的图片）评估共情评分，同时通过简版McGill疼痛问卷测量疼痛强度。通过功能连接（functional connectivity, FC）分析aINS相关网络和感觉运动网络及其交互，并采用中介分析探索FC在月经痛与共情之间的中介效应。该论文发表在《Neurobiology of Pain》。
主要关键技术方法包括：1）使用静息态fMRI采集脑功能数据（3.0T GE扫描仪，月经期第1-2天进行），参与者来自当地大学，由经验丰富的妇科医生确诊；2）采用快速特征向量中心性映射（fast eigenvector centrality mapping, fECM）分析识别种子区（右侧中央前回），并结合Human Brainnetome图谱定义双侧aINS、双侧中央后回和左侧中央前回作为感兴趣区（region of interest, ROI）；3）基于种子区的全脑FC分析，计算aINS与感觉运动区域之间的连接强度，并进行Fisher r-to-z转换；4）中介分析采用5000次bootstrap检验，评估FC在VAS疼痛强度与疼痛共情之间的间接效应。
研究结果如下：
**3.1 人口学和临床特征**：两组年龄、月经周期天数、初潮年龄无显著差异。PDM组所有疼痛指数（VAS、PRIS、PRI-A、PPI）均显著高于HCs，且PDM组对疼痛图片和非疼痛图片的疼痛评分均显著更高，疼痛共情指数（疼痛减非疼痛评分）也显著高于HCs（p<0.001）。在PDM组中，疼痛强度（PRIS、PRI-A、PPI）与疼痛共情呈正相关（Bonferroni校正）。
**3.2 PDM与HCs之间aINS-感觉运动FC比较**：双侧aINS与中央前回/中央后回的FC在体素水平和团块水平均无显著组间差异（即使未校正）。
**3.3 HCs中脑活动与疼痛共情的关联**：HCs中，左侧aINS与右侧中颞叶皮质（MTG）/左侧眶额皮质（Orb）的FC与疼痛共情呈负相关（p<0.05 FWE校正/uncorrected）；右侧中央前回与右侧aINS/右侧海马/右侧楔前叶的FC也与疼痛共情呈负相关（p<0.001 uncorrected）。进一步分析显示，左侧aINS中心网络与右侧中央前回中心网络之间呈正相关（r=0.512, p<0.001），且这两个网络的交互（网络间FC）与疼痛共情呈负相关（r=-0.486, p<0.001）。
**3.4 PDM中脑活动与疼痛强度和疼痛共情的关联**：与HCs相反，PDM组左侧aINS与右侧MTG/右侧中央后回/左侧顶下小叶（IPL）的FC与疼痛共情呈正相关（p<0.05 FWE校正）。一般线性模型显示显著的组×FC交互作用（β=172.880, p=0.012），表明aINS中心网络FC与疼痛共情的关联在两组间存在显著差异。此外，VAS评分与左侧aINS-左侧Orb/右侧中央后回/右侧楔前叶FC呈正相关（p<0.001 uncorrected）。
**3.5 脑活动与疼痛强度的关系及中介分析**：中介分析显示，左侧aINS-右侧中央后回FC显著介导了月经痛（VAS）与疼痛共情之间的关系（间接效应显著，5000 bootstrap），表明状态疼痛强度通过该连接影响共情反应。
讨论部分总结：本研究发现PDM女性在月经期表现出更高的疼痛共情评分，且疼痛强度与共情呈正相关。HCs中，aINS与感觉运动网络的交互（网络间负耦合）与共情负相关，提示健康状态下两者的平衡抑制共情反应；而PDM组中左侧aINS-中央后回FC与疼痛强度和共情均正相关，且中介分析表明该连接是月经痛影响共情的神经通路。这表明复发性疼痛经验可能改变aINS与感觉运动网络的功能交互模式，使其从调节性抑制转向促进性响应，从而增强对他人疼痛的感知。研究结论翻译如下：aINS-感觉运动网络交互在疼痛共情中起关键作用，但在月经痛下可能参与不同的调节过程，塑造心理适应和共情反应。本研究局限性包括样本量较小、FC无法判断信息流方向、部分结果采用较宽松统计阈值需进一步验证。未来研究应采用模型化方法明确方向性，并开展纵向设计考察月经周期不同阶段的稳定性。
