原标题：《科学》：神奇的5分贝，揭开音乐镇痛60年谜题！中国科学家首次发现声音强度是镇痛的关键，并确定神经通路丨科学大发现
1960年7月1日，时年47岁的Wallace J. Gardner医生和他的同事，在《科学》杂志发表了一篇题为“声音镇痛”的学术报告，指出 音乐和噪音有镇痛的效果[1]。
Gardner医生的这个研究是现代音乐治疗的开端，他本人也因此成为“声音镇痛”的共同发明者[2]。
在随后的60余年里，已经有很多临床研究证实 音乐有镇痛效果，可以帮助手术后的患者缓解疼痛，也可以减轻癌症患者的癌痛[3,4]。甚至让医生束手无策的 难治疼痛，音乐也有缓解的效果[5,6]。
至于音乐为何有这种神奇的魔力，医生和科学家们通常认为，因为可以 分散注意力、减少焦虑[7]。这些说法虽然听上去很有道理，但是 缺少坚实的底层神经学机制证据。
因此，可以说，60多年来医生一直在使用音乐镇痛，但 没人知道音乐究竟是如何减轻疼痛的。
时隔整整62年的今天，由 中国科学技术大学张智、安徽医科大学陶文娟和美国国立卫生研究院（NIH）刘元渊领衔的研究团队，在《科学》杂志上发表了一篇研究论文，给出了一个出人意料的答案。
他们在小鼠身上发现， 声音之所以能镇痛，取决于它相对于环境声的低信噪比（SNR）。
具体来说， 不管环境声是多少分贝，治疗用的声音（不管是什么类型的声音）只要比环境声高出5分贝，就有镇痛的效果[8]。如果治疗声音比环境声高出10分贝、15分贝或20分贝等声强差，则没有镇痛的效果。更重要的是，他们 还发现了声音镇痛的神经通路。中国科学技术大学周文杰、叶崇欢，安徽中医药大学王海涛、毛煜为论文的共同第一作者。
德国海德堡大学Rohini Kuner等在《科学》同期配发的评论性文章中表示，“ 这个研究为声音镇痛开辟了新方向”[9]。
论文首页截图
接下来咱们就一起来看看这个研究是如何展开的。
研究人员首先给小鼠的后爪注射弗氏完全佐剂（CFA），刺激局部免疫反应，让小鼠的后爪产生炎症和痛感。
实验示意图
声音的选择也很有讲究。由于高于75分贝的声音会让小鼠不适，发生逃避行为，研究人员选择了50或60分贝的声音，并用特定的设备检测小鼠对声音的反应。
从研究结果来看， 与身处45分贝环境声中的小鼠相比， 50分贝的声音可以提高小鼠对后爪疼痛的忍耐阈值，而60分贝的声音没有这个效果。值得一提的是， 如果连续三天，每天让小鼠听20分钟50分贝的声音，这种镇痛效果至少可以持续两天。
研究人员还研究了不同的声音类型的影响，他们设计了三种音乐，一种是听起来很悦耳的古典音乐，第二种把古典音乐重新编排成不悦耳的音乐，第三种就是白噪音。在环境声为45分贝的条件下， 三种不同的声音都调到50分贝，结果三组小鼠对疼痛的忍耐阈值没有差异。 （这个结果大家咋看？）
接下来的一个实验也很神奇。 研究人员测试了不同环境声的条件下，小鼠对声音的反应。结果他们发现，如果 环境声是57分贝，那62分贝有镇痛效果，67、72或77分贝则没有；如果环境声是 35分贝，那40分贝有镇痛效果，40、45或50分贝则没有；把环境声调到30分贝，也得到了类似的相差5分贝有效的结果。
即使是换成其他形式疼痛 （热痛、神经性疼痛和强直性疼痛），比环境声高5分贝的声音镇痛效果依然存在。
真是神奇的5分贝！！！
至于为什么会是5分贝的差异，研究没说，期待更多的研究揭开谜题。
在这部分实验的最后， 研究人员研究了 声音对小鼠焦虑样行为和压力应激反应的影响，结果是没影响。这就说明，声音镇痛可能不是通过调节情绪和压力带来的。
这个结果让NIH的刘元渊教授大感意外，“ 我们真的很惊讶，竟然是声音的强度在影响小鼠对疼痛的感觉，而不是声音的类别或感知的愉悦度”[10]。
既然确认了高于环境声5分贝的声音有镇痛效果，接下来就是寻找背后的神经学机制了。
这个过程比较复杂，我们就不详细介绍过程了，直接说结果。
通过一系列的复杂实验， 研究人员发现， 5分贝的低声强差声音，能阻断听觉皮层的谷氨酸神经元（ACx Glu ）往后侧丘脑核（PO）和腹后内侧核（VP）释放 谷氨酸 ，抑制下游神经通路激活。具体而言，ACx Glu →PO神经通路调节后爪的痛觉，ACx Glu →VP神经通路则调控前爪的痛觉。
神经机制示意图
总的来说，这个研究首次揭示了声音镇痛的神经学机制，揭开了困扰我们长达60余年的医学谜题。此外，由于这一研究发现的声音镇痛机制，与其他治疗镇痛手段不相同，有望给饱受疼痛折磨的人带来新的疗法。
不过这个研究还引出了一个更有趣的问题： 为什么是高于环境声5分贝。我们隐约感觉这个现象背后还隐藏着不为人知的秘密。
参考文献：
[1].GARDNER WJ, LICKLIDER JC, WEISZ AZ. Suppression of pain by sound. Science. 1960;132(3418):32-33. doi:10.1126/science.132.3418.32
[3].Keenan A, Keithley JK. Integrative Review: Effects of Music on Cancer Pain in Adults. Oncol Nurs Forum. 2015;42(6):E368-E375. doi:10.1188/15.ONF.E368-E375
[4].Hartling L, Newton AS, Liang Y, et al. Music to reduce pain and distress in the pediatric emergency department: a randomized clinical trial. JAMA Pediatr. 2013;167(9):826-835. doi:10.1001/jamapediatrics.2013.200
[6].Jensen MP, Hakimian S, Sherlin LH, Fregni F. New insights into neuromodulatory approaches for the treatment of pain. J Pain. 2008;9(3):193-199. doi:10.1016/j.jpain.2007.11.003
[7].Millett CR, Gooding LF. Comparing Active and Passive Distraction-Based Music Therapy Interventions on Preoperative Anxiety in Pediatric Patients and Their Caregivers. J Music Ther. 2018;54(4):460-478. doi:10.1093/jmt/thx014
[8].https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4663
[9].https://www.science.org/doi/10.1126/science.add0640
[10].https://www.nih.gov/news-events/news-releases/researchers-discover-how-sound-reduces-pain-mice
本文作者丨BioTalker
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