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疼痛源于分布式脑网络的协调性活动。屏状核（claustrum）作为一薄层皮层下核团，与大脑皮层存在广泛的双向连接，近年来被认为是该网络中的潜在枢纽。尽管由于其解剖结构纤薄且与其它痛觉相关脑区毗邻，历史上难以对其进行独立研究，但神经影像学与环路特异性操控技术的最
疼痛源于分布式脑网络的协调性活动。屏状核（claustrum）作为一薄层皮层下核团，与大脑皮层存在广泛的双向连接，近年来被认为是该网络中的潜在枢纽。尽管由于其解剖结构纤薄且与其它痛觉相关脑区毗邻，历史上难以对其进行独立研究，但神经影像学与环路特异性操控技术的最新进展揭示了其在疼痛中作用的新见解。本综述综合了人类与动物研究的证据，评估了现有研究方法学证据的强度，涵盖从全脑神经影像学研究中的偶然报道到针对屏状核的成像、电生理学及投射特异性操控等多个层面。现有文献表明，屏状核并非作为初级感觉中继站参与疼痛加工，而是作为一个调节性和整合性结构影响疼痛认知的多个维度。研究人员将研究发现归纳为三个理论导向框架：（1）显著性刺激的感觉过滤；（2）认知网络参与；（3）静息与睡眠期间痛觉相关记忆的离线巩固。在慢性疼痛状态下，屏状核-皮层功能发生改变，与上述各框架相对应：啮齿类动物模型显示屏状核-扣带回输出功能减弱及抑制性控制丧失，人类影像学研究则将屏状核信号与灾难化思维、预期及网络募集改变相关联。综上所述，现有证据凸显屏状核作为痛觉环路中一个前景广阔但尚未被充分理解的节点，并强调需要更具解剖精确性和机制确定性的研究来界定其在正常与病理性疼痛状态中的贡献。
1. 引言
疼痛是一种复杂的、具有高认知需求的感官与情感体验，由分布式脑区网络产生。该分布式网络如何编码伤害性信息并将其转化为多维度的疼痛体验仍不明确。来自啮齿类动物和人类研究的大量证据表明，皮层下结构屏状核是痛觉网络重要的自上而下的调节者。屏状核是位于纹状体与岛叶皮层之间的狭窄皮层下脑区，该结构在脊椎动物中具有高度保守性，包括爬行动物、鸟类、小鼠以及非人灵长类和人类。屏状核与大脑皮层维持着广泛的相互连接，这些连接在拓扑和功能上组织为靶向特定皮层区域的投射模式，这种独特且保守的解剖特征提示屏状核在神经网络协调与皮层功能中发挥基础作用。屏状核研究面临的挑战之一在于其历史上难以被独立分离。灵长类屏状核被外囊和最外囊包绕，而非灵长类哺乳动物缺乏最外囊，使得屏状核-岛叶边界难以区分。即使在人类影像研究中，屏状核细胞构成的薄层也往往小于单个体素。这意味着早期屏状核研究大多缺乏足够的空间分辨率将其活动与邻近的岛叶皮层（一个与内感受和疼痛密切相关的区域）区分开来。凭借精准环路操控技术的进展和神经影像工具分辨率的提升，现已能够将屏状核活动与功能从其邻近区域中分离出来。本综述首先简要介绍使屏状核与疼痛相关的其解剖与生理特征，随后综述跨物种研究中屏状核与疼痛关联的知识现状，进而提出并评估三个理论导向框架——感觉过滤、认知网络参与和离线巩固，以解释屏状核在生理性和病理性疼痛中的作用。贯穿全文，研究人员区分了较弱形式的证据（如全脑成像研究中偶然报告的屏状核激活峰）和较强形式的证据（如针对屏状核的分析及投射特异性操控）。本综述旨在更新屏状核痛觉作用的研究进展，同时为解读这一不断增长但有时存在矛盾的文献体系提供清晰度与指导。
2. 屏状核解剖与生理
屏状核的细胞组织结构类似于大脑皮层，包含兴奋性投射神经元和多种以肽类表达定义的抑制性中间神经元群体，包括血管活性肠肽、小清蛋白、生长抑素和神经肽Y。屏状核投射神经元密集支配额叶中线及颞叶皮层区域，包括前边缘皮层、前扣带回皮层、压后皮层和内嗅皮层。相比之下，向皮层感觉区和运动区的投射则弱得多。在啮齿类动物中，屏状核投射神经元与同侧皮层中的兴奋性锥体细胞和抑制性中间神经元形成突触连接。由于突触输入对皮层抑制性细胞的效应更强，屏状核激活驱动中间神经元发放并产生皮层网络的前馈抑制。因此，屏状核激活的主要效应是高度同步的皮层"下行状态"，其特征为神经元活动减少期和慢波振荡，最常见于睡眠或安静休息期间。皮层投射构成屏状核的主要输入，但其功能影响尚未完全阐明。部分证据表明前扣带回皮层输入激活对侧屏状核神经元，而同侧扣带回投射驱动前馈抑制。屏状核是否接收来自其他皮层区域的同类输入仍有待确定。屏状核还接收来自皮层下区域的兴奋性输入，如丘脑联合核、基底外侧杏仁核和中缝背核。值得注意的是，屏状核来自感觉核团的输入相对较少，包括感觉皮层或感觉丘脑核团，内侧和后岛叶皮层是显著的例外。基于上述数据，屏状核参与痛觉加工的图景逐渐浮现。屏状核与额叶和联合皮层区域（而非感觉区域）的密集相互连接，使其定位于塑造伤害性信息的整合而非编码刺激属性。"编码"指通过初级感觉通路的有序输入忠实表征刺激特征（如强度、位置、模态）；"整合"指通过注意、认知或情感状态对传入信号进行情境调节。鉴于屏状核与前扣带回、前边缘和压后皮层等区域的强连接（这些区域在显著性、注意、决策和痛觉情感成分中已确立作用），这一可能性尤为相关。
3. 评估屏状核参与疼痛的证据
并非所有支持屏状核参与疼痛的证据都具有同等推断效力。最弱的是在全脑功能磁共振研究中偶然报告的屏状核激活峰或簇，特别是当屏状核并非分析主要目标时。这是因为报告的信号可能反映了来自邻近岛叶或壳核的部分容积污染。较强的人类证据来自使用屏状核聚焦感兴趣区、更高分辨率成像或旨在减轻信号污染的分析方法（如小区域混杂校正）的研究。然而，改进的解剖精确度本身并不能确立屏状核在疼痛中的因果作用。受控成像范式可证明疼痛相关操作改变屏状核活动，但无法确立屏状核活动导致、是疼痛感知或疼痛相关行为的必要条件或中介变量。屏状核活动、连接性与疼痛相关测量指标之间的关联可能反映其他痛觉系统的下游募集，或更广泛认知和情感过程的共同调节。人类损伤和刺激研究可提供互补的因果线索，但其解剖特异性同样受限于屏状核的薄层形态及其与周围白质和岛叶皮层的紧密关系。因此，机制性主张需要来自扰动方法的汇聚证据，以检验必要性、充分性或定向环路影响。在动物模型中，证据梯度有所不同。cFOS标记和活体钙测量提供了相对于大多数人类成像研究更高的解剖和时间精确度，而投射特异性电生理、光遗传和化学遗传方法提供了最强的因果效力，因为它们可以分离确定的屏状核-皮层通路。这一层级并不否定更广泛的人类成像发现，而是为其提供适当权衡的框架。人类成像的偶然报告可识别值得进一步研究的合理位点，但最强的机制推断目前来自针对屏状核的人类分析和环路特异性的动物研究。
3.1 动物研究
最早的屏状核活动与感觉反应研究包括猴子和猫的活体记录。这些研究发现屏状核的特定区域可被听觉、视觉和触觉刺激激活，尽管程度低于相应的初级感觉皮层。关于疼痛，大鼠的早期研究描述了屏状核对伤害性刺激的诱发激活。虽然这些研究是该领域的宝贵早期贡献，但它们缺乏当前可用的解剖精确度和屏状核神经元在分子水平的细胞类型特异性鉴定。近期的动物模型提供了对抑制性和兴奋性屏状核细胞亚群神经元活动更精确的测量。两项研究发现重复性疼痛刺激增加了屏状核投射神经元中cFOS的表达（cFOS是神经元激活的间接标志物）。一项研究随后使用光纤光度法进行了活体活动测量，提供了伤害性刺激后屏状核激活时间模式的更精确描述。该研究发现屏状核活动在疼痛刺激期间相对较低，但在刺激后数分钟疼痛消退或正在消退期间表现出逐渐增加。这与另一项发现一致，即屏状核神经元很少受触觉感觉输入的调节，而是受感觉刺激后条件性运动反应的调节。相比之下，另一项使用双光子钙成像的研究发现约20%的神经元亚群在疼痛性足底电击后（而非无害刺激后）被激活。这表明屏状核中可能存在一小部分疼痛响应细胞，尽管这是否适用于其他更自然的疼痛模态仍有待确定。
3.2 人类研究
人类中关于屏状核参与疼痛的最直接的神经影像证据来自少数通过研究设计和分析选择明确尝试分离屏状核信号的研究。最近一项研究采用感兴趣区方法结合小区域混杂校正以最小化来自邻近结构的信号污染。作者报告了健康参与者和偏头痛患者在疼痛刺激起始时以及对疼痛预测线索的显著屏状核激活，同时右侧屏状核与后背外侧前额叶皮层（piDLPFC，一个涉及自上而下疼痛调节的区域）之间的相互作用发生改变。另一项将右侧屏状核作为感兴趣区的研究发现其对疼痛和非疼痛刺激均有可比的激活，这质疑了屏状核是否携带疼痛特异性信息。相比之下，一项包含200项健康志愿者实验性急性疼痛功能磁共振研究的大规模荟萃分析并未将屏状核识别为显著激活区域。综合来看，这些发现表明疼痛诱发的屏状核反应并非健康志愿者急性疼痛神经影像中的稳健、典型特征，但可能在更有针对性的采集和分析条件下变得可检测。
上述研究提供了更直接的人类神经影像证据，要么通过明确评估屏状核，要么通过大规模荟萃分析评估其参与。第二层证据来自探索性全脑或二次分析，其中屏状核被牵连但并非研究的主要目标。这些应比针对屏状核的研究更谨慎地解读，因为研究并非主要为裁决屏状核功能而设计。更广泛地说，在传统人类成像中难以将屏状核与邻近岛叶和壳核分离，意味着此类别中的阳性发现最好视为屏状核相关参与的提示性证据，而非疼痛特异性屏状核信号的确定性证明。许多下文回顾的成像研究属于这一更广泛的类别，并将屏状核激活的功能归因于疼痛预期和调节，而非感觉知觉本身。在一项使用持续性疼痛刺激的研究中，疼痛-free静息期间右侧杏仁核与右侧屏状核之间的功能连接与主观疼痛评分呈正相关。这具有潜在信息量，因为它将屏状核相关环路与疼痛体验的个体差异联系起来，提示屏状核相关环路可能与疼痛的情感和预测方面相关联。在一项疼痛预期期间脑激活模式的荟萃分析中，疼痛刺激起始前观察到屏状核活动降低，提示其在预期驱动的疼痛调节中的作用。疼痛预期的定向操作也被报道影响屏状核活动：安慰剂镇痛降低了疼痛诱发的屏状核活动，而类似反安慰剂效应的疼痛预期增强则增加了屏状核活动。多项针灸成像研究也报告了真针刺激相比假针条件时的屏状核激活，尽管尚不清楚这是反映了伤害性加工、预期、内感受还是显著性。相反，一项关于通过侵入性运动皮层刺激缓解疼痛相关的脑血流变化的荟萃分析发现装置激活后屏状核脑血流量增加。这些研究具有信息量，因为它们反复将屏状核牵涉到疼痛被预期、调节或缓解的情境中；然而，它们本身并未确立屏状核直接编码伤害性输入。
总体而言，关于感觉刺激（如伤害性感受）是否实质性改变屏状核活动水平的结果仍是微妙的。从人类文献中得出的合理结论是有限但非微不足道的。最站得住脚的主张并非屏状核已被确立为核心的人类疼痛结构，而是少数聚焦于屏状核的研究支持其在疼痛起始和疼痛预测期间的募集，同时更广泛且方法学上较弱的文献将屏状核相关信号与疼痛调节、预期和镇痛相关联。来自大规模荟萃分析的阴性证据同样重要，因为它表明在传统急性疼痛成像中屏状核激活并非一致可恢复。即使疼痛相关操作可靠地改变屏状核信号，这些发现也未确立屏状核因果性地介导疼痛感知或调节。结合其与感觉核团的弱解剖连接，使得屏状核不太可能以传统意义服务于自下而上的伤害性感受。相反，跨物种收集的证据指向一种高阶的、情境依赖的作用，通过控制涉及认知加工的皮层区域介导，而非直接的伤害性编码。屏状核也可能对皮层状态施加强直性、非相位性控制，从而影响感觉加工而不被感觉输入强烈驱动，这一可能性得到动物模型环路操控的支持，显示屏状核-皮层通路即使当群体活动相对较低时也能塑造对感觉刺激的行为反应。因此，人类成像文献支持屏状核在疼痛相关状态下的募集，而关于其因果功能的更强主张将取决于来自环路水平扰动研究的汇聚证据。
4. 屏状核在疼痛中功能的理论框架
研究人员提出三个概念框架以指导未来研究屏状核在伤害性感受和疼痛中作用的工作：显著性刺激的感觉过滤、认知网络参与以及痛觉相关记忆的离线巩固。这些框架并非互斥，而是强调不同层面的解释：即时显著性控制、分布式皮层加工协调和痛觉相关记忆与预期的延迟更新。
4.1 显著性刺激的感觉过滤
该理论认为屏状核整合来自各皮层和皮层下区域的多样感觉与边缘信息，以引导并维持对行为相关显著性刺激的注意。事实上，屏状核向额叶皮层区域提供前馈抑制的总体解剖结构为该理论提供了一定的表面效度。此外，人类损伤和刺激研究也提供一些证据，表明屏状核功能丧失会增加伤害性增益。许多涉及屏状核损伤的病例报告了疼痛感觉，尽管其特征和严重程度差异很大，且在大多数情况下损伤远超屏状核范围。然而，一名左侧屏状核更为选择性缺血性卒中的患者报告了左侧头部持续感觉异常。相反，在清醒神经外科手术患者中双侧刺激屏状核背侧部分仅产生轻微且不自一致的自我报告感觉变化，仅1/5的患者报告疼痛。总体而言，这些结果表明屏状核功能丧失似乎增强疼痛感觉，但屏状核激活并未产生显著的感官敏感性变化。动物模型的证据为屏状核对感觉显著性的贡献提供了更直接的支持。在小鼠中，在视觉线索反应任务期间抑制屏状核增加了听觉刺激的干扰性，较低的屏状核活动与线索选择任务中的冲动反应相关。相反，高屏状核活动增加了对感觉线索漏报的比率，提示屏状核可通过将皮层转向"离线"状态来调节参与度。额叶皮层结构（包括前扣带回和前边缘皮层）提供对感觉增益和多模态感觉整合的自上而下调节。因此，屏状核向 prefrontal 区域的输入可能通过控制这些皮层区域的活动间接调节感觉加工，而非通过直接向感觉皮层的输入。虽然这表明屏状核更广泛地参与间接的、状态依赖的感觉调节，但仍需调查更广泛的感觉模态。关于疼痛，消融和化学遗传抑制靶向前扣带回皮层的屏状核投射增强了对照明无害刺激的行为退缩反应。与人类相似，双侧激活屏状核-扣带回神经元对感觉阈值无影响。然而，另一项研究发现靶向前扣带回皮层的屏状核神经元优先响应对侧机械感觉刺激。单侧激活这些屏状核投射减少了对侧后爪的感觉退缩反应。这表明在啮齿类动物中，屏状核参与跨半球皮层环路以限制非刺激半球的皮层活动。这些研究支持屏状核作为门控以限制伤害性加工的观点，利用了前述的对额叶皮层结构的前馈抑制。在这三个框架中，感觉过滤目前获得来自啮齿类环路研究的最强因果支持。它尚未很好解释的是为何人类屏状核相关信号也追踪疼痛预期、灾难化思维和认知需求高的条件。对该理论的强有力检验将是证明选择性破坏屏状核-皮层通路可靠地增加感觉增益或易分心性，而不一定改变痛觉相关记忆或更广泛的网络协调。
4.2 认知网络参与
疼痛是一种高认知需求的体验，可被先前经验、预期和情绪所调节。这种体验产生于广泛分布式神经网络的同步活动。认知控制中的网络实例化（NICC）理论提出了一个模型，认为屏状核在该网络同步中发挥核心作用：屏状核从前额叶皮层接收信号以提示特定网络的出现，转换该信号，并通过返回前额叶皮层的投射以及向后部感觉和联合皮层的投射广播转换后的信号，促进这些网络节点之间的同步。多条证据支持该理论。首先，屏状核独特的解剖结构及其与大部分大脑皮层的广泛相互投射使其定位为中央网络节点。其次，屏状核激活产生的皮层慢振荡"下行状态"非常适于促进网络同步。第三，近期人类神经影像研究表明屏状核在高认知需求条件下被募集。屏状核在认知任务起始时的短暂激活以及疼痛时的激活支持其启动网络激活的拟议作用。该模型与先前的显著性过滤理论契合良好。屏状核可以充当过滤显著性信息并在达到皮层网络参与所需阈值时才激活的角色。或者，屏状核可能设定更广泛的皮层网络状态，这是过滤显著性信息所必需的。Stewart等人（2024）提供了该框架在疼痛背景下最强的人类支持。在疼痛刺激起始和疼痛预测线索时均观察到显著的屏状核激活。动态因果建模进一步确定了右侧屏状核与后背外侧前额叶皮层（piDLPFC）之间的双向兴奋性有效连接。偏头痛患者在困难认知任务处理期间显示出增强的双向屏状核-piDLPFC有效连接，尽管在急性疼痛起始时未检测到显著的组间差异。疼痛相关激活和认知任务连接的发现更符合屏状核通过认知控制协调高阶疼痛相关加工的作用，提示屏状核整合疼痛情感和感觉方面的潜在机制，而非纯粹的感觉角色。同时，NICC是关于认知控制的广义理论而非疼痛特异性模型，因此关键问题在于疼痛是否以独特方式募集屏状核依赖的网络实例化，还是仅仅募集了更一般的认知控制机制。对该框架的强有力检验将是证明屏状核扰动破坏分布式痛觉相关网络的协调，特别是在状态转换（如线索起始、疼痛起始或任务切换）时，而非仅仅改变感觉阈值。
4.3 静息与睡眠期间痛觉相关记忆的离线巩固
感觉过滤和皮层网络参与理论的一个主要局限是屏状核活动在高唤醒状态（此时感觉加工和认知最可能发生）期间相对较低。虽然疼痛可以诱发屏状核活动，但这种激活相对温和，这可能解释了上文回顾的人类和动物模型文献中的一些矛盾数据。最高的屏状核活动发生在离线状态——安静休息或慢波睡眠期间。此外，屏状核诱发皮层下行状态的能力是状态依赖的，在安静休息或睡眠期间最为高效。综合这些数据，提示屏状核对疼痛的贡献主要不在于在线伤害性加工期间，而在于离线状态期间痛觉相关记忆的巩固。疼痛不仅是一个感觉事件，也是联想学习的强力驱动因素，通过威胁、回避和预期的记忆塑造未来行为。屏状核诱导皮层下行状态和同步化分布式皮层活动的能力可能为将这些痛觉相关体验整合入长期表征提供了机制。来自其他行为领域的证据支持这一解释，因为屏状核操控可影响记忆获取、巩固以及逆转/重建。关于疼痛，虽然抑制屏状核-扣带回通路增加疼痛敏感性，但它通过条件性位置回避测定干扰痛觉记忆。这表明抑制屏状核-皮层投射损害痛觉记忆编码，具体而言是通过破坏疼痛体验的情感和动机成分的巩固，对后续疼痛相关行为产生下游效应。这种离线加工可与另外两个理论协同工作，通过更新在处理疼痛时被募集的预期和记忆。对该框架的检验将是证明在静息或睡眠期间操控屏状核活动选择性地改变随后的疼痛预期、回避或条件反应，而非立即的疼痛阈值。
这三个框架无需被视为竞争者。感觉过滤可能塑造即时显著性，认知网络参与可能协调疼痛的分布式皮层反应，离线加工可能更新影响未来感知的预期和记忆。一种可能性是不同的屏状核投射模式在不同皮层状态和时间尺度上发挥不同作用。另一种可能是同一屏状核-皮层环路根据大脑是在线参与显著性刺激还是在离线巩固期间而发挥不同功能。因此，这三种屏状核痛觉理论各自可解释复杂慢性疼痛体验的不同方面。
5. 屏状核与慢性疼痛
将屏状核与慢性疼痛联系的证据仍然有限，但慢性疼痛是一个有用的测试案例，因为它询问上述提出的机制——感觉过滤、认知网络参与和离线巩固——是否在持续伤害性、情感或认知负荷下发生改变。人类文献研究表明屏状核相关信号与慢性疼痛表型相关联，但尚未确立屏状核为慢性疼痛状态的独立发生器。在纤维肌痛中，屏状核活动与疼痛灾难化评分相关，更强烈地指向疼痛评价和情感加工而非感觉编码。在慢性腰痛中，一项系统综述发现伤害性刺激期间双侧屏状核激活。在偏头痛中，一项荟萃分析报告了对疼痛刺激的屏状核激活增强，以及右侧屏状核体积减小、右侧前扣带回体积减小与头痛频率增加之间的关联。Stewart等人（2024）进一步报告偏头痛患者在急性疼痛和疼痛预测线索期间更强的屏状核相关信号。综合来看，这些发现提示在人类中，当慢性疼痛伴随改变的显著性、预期、评价或更广泛网络参与时，屏状核更一致地被牵涉。它们作为屏状核本身是原发性慢性疼痛发生器的证据则较缺乏说服力。
动物模型的数据提示更具通路特异性的作用。在后爪注射完全弗氏佐剂的小鼠中，注射后14天（而非3天）观察到屏状核-扣带回投射中cFos表达的选择性降低。持续性疼痛还抑制了屏状核-皮层投射细胞的自发或刺激诱发钙荧光。全细胞膜片钳记录显示光遗传刺激屏状核-扣带回轴突对锥体细胞的谷氨酸能激活减弱。这些结果凸显了慢性疼痛状态下从屏状核到前扣带回皮层的通信大体上存在功能障碍。考虑到前扣带回皮层在慢性疼痛中被确认为促伤害性且过度兴奋，这表明慢性疼痛可能涉及屏状核-扣带回抑制性控制的丧失，屏状核-扣带回功能减弱可能对中枢敏化的早期阶段具有重要意义。支持这一点的是，慢性疼痛下实验性抑制屏状核对机械性异常性疼痛仅有轻微或无改善，而化学遗传激活则完全恢复了伤害性阈值。此外，后爪注射福尔马林后，单侧抑制屏状核-扣带回投射诱导了对侧后爪的超敏反应。与之形成对比的是，一项研究发现光遗传刺激屏状核投射诱导了内脏超敏反应。然而，这些实验中的病毒转染未能充分靶向屏状核，导致周围岛叶的显著转染，而岛叶已知会增强伤害性感受。
通过上述三个框架审视，表面上不收敛的慢性疼痛文献变得更具可解释性。啮齿类数据最有力地支持感觉过滤模型：慢性疼痛与屏状核-扣带回功能减退相关联，恢复该通路活动可使疼痛阈值正常化，这正是如果屏状核输出通常有助于约束伤害性增益时所预期的。人类成像数据更符合认知网络参与模型，因为屏状核相关信号与灾难化思维、偏头痛、线索加工以及其他大量负荷于评价、预期和分布式皮层募集的特征一同被观察到。离线巩固模型在慢性疼痛中接受的直接检验最少，但仍具相关性，因为慢性疼痛部分由习得性预期、回避行为和持续负性评价维持。现有的条件性回避数据表明屏状核-皮层环路可影响这一领域，即使针对慢性疼痛的睡眠或巩固研究仍然缺乏。
人类与动物模型之间存在一个明显的差异：人类成像文献报告慢性疼痛中屏状核激活信号增加，而动物文献报告屏状核投射细胞功能丧失。虽然这种差异的来源尚未完全解决，但可能反映的是测量差异而非简单矛盾。人类神经影像很可能捕获跨越大规模网络的多个屏状核群体及邻近组织的净输出，而啮齿类环路研究分离特定投射，特别是连接屏状核与前扣带回皮层的投射。在此视角下，慢性疼痛可能同时涉及一条屏状核-皮层通路的功能丧失和其他通路的代偿性或适应性募集。目前可用数据尚无法清晰解析这些可能性，需要动物模型和人类患者群体中更多研究来解决这一问题。
6. 结论与未来方向
数十年来积累的证据开始提示屏状核在疼痛加工中扮演复杂而关键的角色。现有文献不支持将屏状核视为初级感觉中继站或自下而上感觉信息的处理器。其相对较弱的感觉输入、与前额叶和中线联合皮层区域的强相互连接以及塑造皮层状态的能力，更符合与显著性过滤、认知网络参与和痛觉相关记忆巩固相关的功能。屏状核可能跨越皮层状态发挥所有这些功能，较高的"类相位"屏状核活动与离线感觉编码相关，而持续的"类强直"屏状核活动支持在线感觉加工或认知。
尽管屏状核与大脑其余部分的解剖关系十分清晰，但各研究甚至在屏状核如何响应和影响疼痛的一些最基本问题上仍存在相当大的分歧。部分差异可能源于跨物种测量屏状核活动的技术差异以及从其邻近区域分离屏状核活动的固有困难。具体挑战包括：（1）选择性分离和操控屏状核环路而不影响岛叶及其他邻近区域；（2）植入活体成像工具穿过皮层白质束时对屏状核轴突的破坏；（3）在亚体素隔室中测量活动信号的问题。该领域的进展将依赖于更高分辨率的人类成像、更好的解剖分割、通路感知的刺激或损伤方法，以及能够检验三个框架共享预测的跨物种范式。
结果差异也可能源于屏状核投射细胞亚群活动和功能的变异性。基于拓扑取向、投射靶点、神经化学特性和功能特性已鉴定出多个兴奋性屏状核细胞亚群。这些不同的亚群可能对疼痛、预期、认知需求和离线巩固表现出不同的响应，文献中的至少部分分歧可能反映了这种内部多样性而非单一的均匀屏状核功能。需要更精确地分析疼痛中屏状核活动的通路特异性变化以调和这些差异。最后，关于屏状核如何在生物体整个睡眠-觉醒周期中控制疼痛过程的更多研究对于阐明屏状核在疼痛中的完整功能也很重要。
屏状核仍然是大脑中最神秘和了解最少的结构之一。尽管我们对屏状核动力学和功能的理解迅速进展，关于屏状核在脑功能或行为中作用的统一观点仍难以捉摸。疼痛是研究它的特别有用的透镜，因为疼痛可靠地募集可在人类和动物模型中测量的感觉、情感、认知和记忆过程。随着屏状核与疼痛之间精确关系的揭示，将澄清屏状核活动何时反映伤害性感受本身、何时反映网络协调或显著性、以及何时反映痛觉相关记忆的巩固。这将推动疼痛神经科学的发展并加深我们对屏状核功能的理解。
