長期以來,，疼痛對科學(xué)家都是個難關(guān)：它既是生理過程,，但天然又有很強(qiáng)的主觀屬性。通過腦成像研究,，我們能繪制出疼痛背后的神經(jīng)模式嗎,？

NICOLA TWILLEY

封面： Joanna Szachowska

英國牛津，二月里一個霧蒙蒙的清晨,，我專程來到約翰·拉德克里夫醫(yī)院,，這是一組上世紀(jì)七十年代的建筑，排列成艦船的模樣,，泊在市中心東面的一座小山坡上,。

我為感受疼痛而來。我預(yù)約了科學(xué)家艾琳·特雷西（Irene Tracey）,，一個五十出頭的利索女人,，掌管牛津大學(xué)納菲爾德臨床神經(jīng)科學(xué)學(xué)院，號稱“疼痛女王”,。

她一見我就提醒道：“你是個紅頭發(fā),，所以我們可能會碰到一些問題,。”紅頭發(fā)的人（比如我）對疼痛的感知通常和其他發(fā)色的人不大一樣,，其中許多人也許一碰到G打頭的單詞就開始有反應(yīng),。

“抱歉，紅褐色很可愛,?！彼芸旖忉尅Ｅc此同時,，一個博士生正用尺子和紫色記號筆在我右小腿肚上畫出一個邊長一英寸的方形,。

艾琳·特雷西在實(shí)驗(yàn)室中。

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圖片來源：IAN WALLMAN/牛津大學(xué)

那位學(xué)生戴著厚橡膠手套,，在那個方塊里擠了一團(tuán)淡橙色的膏狀物,，小心鋪開將方形填滿，就像在給蛋糕抹糖霜一樣,。膏狀物里有辣椒素,，那是使辣椒產(chǎn)生灼燒感的化學(xué)物質(zhì)。“我們喜歡辣椒素,，”特雷西說,，“它能產(chǎn)生兩種很棒的效果：它變刺激的過程是逐漸的，并且能激活你皮膚里的感受器,，我們對感受器已經(jīng)非常了解,。”辣椒素涂好了,，我簽了免責(zé)聲明,，然后被綁在磁共振成像儀的掃描床上。

這臺磁共振成像儀是七特斯拉（磁場強(qiáng)度單位）的,，世界上只有不到一百臺,。它的磁場強(qiáng)度達(dá)到了普通醫(yī)院磁共振成像儀的四倍以上，能夠呈現(xiàn)更加豐富的細(xì)節(jié),。因?yàn)樨?fù)責(zé)冷卻超導(dǎo)磁體的低溫組建以切分節(jié)奏一開一關(guān),，成像技術(shù)人員提醒我，他推我進(jìn)去后我可能會頭暈,，看見閃光,，或嘗到金屬的味道，“我在里面總覺得自己在轉(zhuǎn)彎,?！?特雷西說,。她解釋說，磁場會立刻將我體內(nèi)無數(shù)氫原子中的質(zhì)子拉成一排,。然后她消失在控制室里,，那里的一排屏幕能讓她觀察我感受疼痛時的大腦。

接下來兩個小時里,，針頭反復(fù)扎入我的腳踝和小腿肚上的肌肉。還有一個熱水瓶貼在抹辣椒素的地方,，帶來的感受與三級燒傷相當(dāng),，隨后放上的冷卻包簡直讓人感激涕零。 每當(dāng)特雷西及其團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備觀察我大腦的新截面時,，機(jī)器都會發(fā)出蜂鳴聲,，同時我面前的一個小屏幕黑底白字地閃爍著“準(zhǔn)備”字樣。每次測試后,，我都被要求按0到10評定自己的疼痛級別,。

一開始，我擔(dān)心自己會讓整個團(tuán)隊(duì)失望,。 抹辣椒素時幾乎沒有刺痛感,，我把第一輪針刺的疼痛等級定為3，也更多是出于期望而非真實(shí)感受,。但這完全是多慮了,。貼片處開始發(fā)癢，然后產(chǎn)生了灼燒感,。當(dāng)我進(jìn)去了大約一個小時,，熱水瓶貼上來的時候，我能肯定那疼痛等級達(dá)到了8,。下一輪的針刺讓我感覺仿佛被叉在滾燙的金屬烤肉叉子上,。

“你是個很好的反應(yīng)體，”我暈乎乎出來時,，特雷西搓著手說,，“大腦豐滿可愛，我所有的博士后都想研究你,?！蔽业臄?shù)據(jù)被送去分析了，她把一大杯卡布奇諾塞到我手中,，用酒精棉片溫柔地擦掉了辣椒素,。

特雷西不需要問我發(fā)生了什么。全世界都在使用她的院系設(shè)計(jì)的成像分析軟件,，它根據(jù)一個區(qū)域中神經(jīng)元的活躍程度,，用三維像素覆蓋從冷到熱整個色譜,，最冷的部位編碼為藍(lán)色，其次是紅色,，最熱的部位是黃色,。特雷西分析過數(shù)以千計(jì)她稱為“點(diǎn)圖”的成像，都是用功能性磁共振成像技術(shù)制作,。她看著一連串水母狀的火橙色在我頭骨處閃動,，識別出我的疼痛強(qiáng)弱程度；當(dāng)疼痛從輕微不適逐漸變成幾乎難以忍受的痛楚,，圖案的輪廓也隨之發(fā)生變化,。

 長期以來，疼痛對科學(xué)家都是個難關(guān)：它既是如同呼吸,、消化一樣的生理過程,，但天然又有很強(qiáng)的主觀屬性——你的痛苦只有你能感受。它也是一種極難向他人準(zhǔn)確描述的體驗(yàn),。弗吉尼亞·伍爾夫（Virginia Woolf）曾哀嘆：“再不起眼的女學(xué)生墜入愛河時,，都有莎士比亞或濟(jì)慈為她傾訴衷腸；但若要一個患者向醫(yī)生描述他的大腦中的疼痛,，語言立即干癟無力,。“1985年,，伊萊恩·斯卡里（Elaine Scarry）在《痛苦的身體》中寫道,，“體感疼痛并非簡單抗拒語言，而是積極將之摧毀,?！?/span>

醫(yī)學(xué)界也常受困于疼痛的不可描述。“在一切意義上理解疼痛也是件好事,，”維多利亞女王的御醫(yī)彼得·梅爾·萊瑟姆（Peter Mere Latham）寫道,，然后絕望地進(jìn)行了總結(jié)，“眾所周知,，人們的感官體驗(yàn)的真實(shí)性不容置疑,，也無法被文字簡化。那么,，就把疼痛單純稱作疼痛吧,。“

但過去二十年里,，少數(shù)科學(xué)家已經(jīng)開始尋找通過可量化的客觀數(shù)據(jù)捕捉這種經(jīng)驗(yàn)的方法,，特雷西是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物,。通過對數(shù)千健康或患病的人進(jìn)行燒傷、戳刺,、電擊,，同時掃描其大腦，她開創(chuàng)了研究疼痛神經(jīng)世界的實(shí)驗(yàn)方法,。過去幾年里,，她的研究已從踢到腳趾或燙傷舌頭之類日常經(jīng)驗(yàn)的“普通”疼痛，擴(kuò)展到慢性疼痛,。她的研究成果已經(jīng)改變了我們對疼痛的理解,；如今，她的團(tuán)隊(duì)承諾會改變疼痛的醫(yī)學(xué)診斷和治療,，這將影響醫(yī)院、法庭,、乃至全社會,。

在疼痛的研究歷史里，天才卻非常失敗的測量方法比比皆是,。十九世紀(jì),，法國伊澤爾的醫(yī)生馬克·克倫巴（Marc Colombat）整理了不同疼痛叫聲的音高和節(jié)奏；二十世紀(jì)四十年代,，康奈爾大學(xué)的一群博士用一種被稱為“測痛儀”的發(fā)熱儀器給人的前額釋放精確增量的疼痛,。通過記錄人們何時感到疼痛的增減變化，他們最終制作出一個以“dol（來自拉丁語dolor,，意為疼痛）”為單位的疼痛量表,，相鄰單位間是“恰好能被感知的區(qū)別”；去年,，麻省理工的科學(xué)家開發(fā)了一個名為DeepFace LIFT的算法,，試圖根據(jù)面部表情預(yù)測疼痛等級。

Marc Colombat de l'Ysère. Lithograph by J. F. G. Llanta.

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圖片來源：Wellcome Collection

目前應(yīng)用最廣的工具基于患者的主觀報(bào)告,。上世紀(jì)五十年代,，一位名叫羅納德·梅爾扎克（Ronald Melzack）的加拿大心理學(xué)家治療過一位“七十多歲的可愛老頑童”，她患有糖尿病,，雙腿都被截肢,。她一直被幻肢疼痛折磨，梅爾扎克驚異于她描述疼痛的豐富語匯,。他開始收集她和其他患者最常用的詞,，將之分類整理，試圖捕捉疼痛持續(xù)的時長,、感知,、情感維度和強(qiáng)度,。二十年后，研究結(jié)果以“麥吉爾疼痛問卷”（McGill Pain Questionnaire）出版,，該量表有約八十個描述詞——“刺痛”,、“咬噬”、“輻散”,、“射中”等,。這個問卷仍在廣為使用，但很少有臨床研究其效力,，顯然,，一個人的“折磨”很可能是另個人的“慘痛”。另外,，社會學(xué)家卡桑德拉·克勞福德（Cassandra Crawford）的研究發(fā)現(xiàn),，在問卷出版后,，幻肢疼痛的臨床描述發(fā)生了巨變,，這意味在某種程度上，測量工具會在使用時引導(dǎo)它要測量的感覺,。

同時，正如歷史學(xué)家喬安娜·伯克（Joanna Bourke）在她的著作《疼痛的故事》（The Story of Pain）中所說,，翻譯麥吉爾疼痛問卷的工作揭示了文化形塑語言的程度,，語言又反過來形塑感知。在本世紀(jì)中葉的蒙特利爾,，梅爾扎克健談的糖尿病患者可能將偏頭痛描述為撕扯感或脈搏的強(qiáng)烈跳動；而薩哈林島的阿伊努人傳統(tǒng)上卻是根據(jù)動物腳印的相似程度區(qū)別頭痛強(qiáng)度：熊頭痛比麝香鹿頭痛要命,。（如果頭痛伴有寒意,，就用某種海洋生物描述,。）

疼痛量表,。

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圖片來源：Javier Zarracina/Vox

目前為止，測量疼痛最常見的工具就是我在掃描儀中使用的0到10的數(shù)值量表,。它最早由英國心臟病專家肯尼斯·基爾（Kenneth Keele）于1948年提出,，他要求患者在0（無痛）和3（“嚴(yán)重”疼痛）間分級。多年后，為了適應(yīng)更多感覺變化,，量表的上限逐漸擴(kuò)展到10,。有時，患者不是選數(shù)字,，而是在一條裝飾有開心和痛苦表情的十厘米線上標(biāo)記,。

2000年,，國會在最高法院后宣布，未來十年是“控制和研究疼痛的十年“,，并否決了將醫(yī)生協(xié)助自殺列入憲法權(quán)利的意見,，提議改善姑息治療。痛覺被稱為“第五個生命體征”（其他分別為血壓,、脈搏,、呼吸頻率和體溫），疼痛的數(shù)值量表也成為美國醫(yī)療記錄,、計(jì)費(fèi)代碼和最佳實(shí)踐指南的標(biāo)準(zhǔn)特征,。

但數(shù)值量表遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法令人滿意。在特雷西的磁共振成像儀里,，我感覺三級燒傷比最初的針刺強(qiáng)五分，但這和我能想象的最大疼痛相比真的只差兩分嗎,？顯然不是,，但是我沒生過小孩，也沒經(jīng)歷過骨折或重大手術(shù),，我要如何判斷,？

疼痛等級的自述性質(zhì)難免讓人質(zhì)疑其準(zhǔn)確性。伊萊恩·斯卡里寫道：“自己承受的巨痛是確鑿的,，聽聞他人的疼痛卻令人懷疑,。”這種懷疑揭示了刻板印象和文化偏好,。2014年版的教科書《護(hù)理：基于概念的學(xué)習(xí)方法》（Nursing: A Concept-Based Approach to Learning）提醒從業(yè)者,，美國原住民“在被要求評估疼痛時可能會選一個神圣的數(shù)字”，猶太人“相信疼痛必須共同承擔(dān)”,，而黑人“相信磨難和苦痛不可避免”,，這些都會影響自述的有效性。去年,，該書的出版商皮爾森說修訂版將去掉這些冒犯性段落,，但文化偏好仍很普遍，無數(shù)研究表明疼痛治療中存在驚人差異。2016年的一篇論文指出,，患者自述疼痛等級相同時,，黑人被開具止痛藥物的可能性比白人顯著更低，且劑量通常更小,。賓夕法尼亞大學(xué)的一組研究人員發(fā)現(xiàn),，女性接受鴉片類藥物治療疼痛的可能性比男性低25％。

此外,，一旦疼痛評級為美國醫(yī)療的某種標(biāo)準(zhǔn),，醫(yī)生便突然要面對大量之前患者從未表達(dá)的疼痛；作為回應(yīng),，他們開始大批地開奧施康定之類的鴉片類藥物,。從1997年到2010年，每年開具這類藥物的次數(shù)增加了800％以上,，達(dá)620萬次,。而人人都清楚成癮和濫用藥物的災(zāi)難性后果。

— Javier Zarracina/Vox

如果沒有可靠的疼痛測量,，醫(yī)生就無法標(biāo)準(zhǔn)化治療,，也無法準(zhǔn)確評估療效；而如果沒有比較和量化痛覺的手段,，疼痛本身就仍是一團(tuán)迷霧,。這是一個死結(jié)：我問特雷西為什么疼痛這么難客觀描述，她解釋說我們對它的生物學(xué)原理仍然知之甚少,。其他主要感覺——觸覺,、味覺、視覺,、嗅覺,、聽覺——已能追溯到大腦的特定區(qū)域，“痛覺沒有,，”她說,，“我們?nèi)圆恢来竽X如何形成這種感受，這種確鑿無疑的疼痛,?！?/span>

艾琳·特雷西一生大部分時間都在牛津度過。她出生在老拉德克里夫醫(yī)院,，去了當(dāng)?shù)匾凰W(xué)校,，在那兒學(xué)習(xí)生物化學(xué)。她的丈夫邁爾斯·艾倫（Myles Allen）也是牛津大學(xué)教授,，負(fù)責(zé)全球最大的氣候模擬實(shí)驗(yàn),。他們住在牛津北部一個舒適的半獨(dú)立建筑,，里面滿是子女的運(yùn)動裝備和學(xué)習(xí)資料。1990年,，特雷西開始攻讀牛津博士學(xué)位,，用磁共振成像技術(shù)研究杜興氏肌營養(yǎng)不良癥患者的肌肉和腦損傷。當(dāng)時,，她用來掃描我的大腦的功能性磁共振成像技術(shù)剛剛出現(xiàn),。這種技術(shù)通過測量血流攜帶氧氣通過大腦的局部變化來定位神經(jīng)活動?；钴S的神經(jīng)元需要更多氧氣,，而含氧和脫氧血液的磁場性質(zhì)不同，因此神經(jīng)活動能在磁共振成像掃描儀的磁場中形成能被觀測的擾動,。

1991年,，波士頓馬薩諸塞州綜合醫(yī)院的一個研究小組展示了他們的第一支充滿顆粒感的視頻，在視頻里,，當(dāng)視覺皮層將來自視神經(jīng)的沖動轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像時,，它被“點(diǎn)亮”了。深深著迷于此的特雷西申請了這家醫(yī)院的博士后獎學(xué)金,，并于1994年開始在那里工作,，可以盡情使用MRI。在一個情人節(jié),，當(dāng)時還是男友的艾倫從英國來看她,，她卻取消了他們?nèi)ゼ~約的旅行計(jì)劃，以便充分利用一個意外的掃描儀開放時段,。整整一晚上,，艾倫都躺在機(jī)器里裹著厚衣服取暖，而特雷西凝視著他的大腦圖像,。艾倫告訴我,，他本打算在那天向特雷西求婚,，但只好改日,。

在波士頓的研究行將結(jié)束時，特雷西才開始認(rèn)真思考疼痛,。青少年時期打曲棍球的經(jīng)歷讓她第一次體驗(yàn)到了劇烈的疼痛,，那是一次膝蓋損傷，需要動手術(shù),，但正是這次與疼痛診所醫(yī)生的對話激起了她的科研興趣,。“那只不過是你所經(jīng)歷的眾多偶然談話之一,，然而一整個領(lǐng)域忽然向你敞開,，”她告訴我，“就像是，‘天啊,，這就是我一直在尋找的一切,！它有臨床應(yīng)用，也有奇妙的哲學(xué),，而且我們對于它一無所知’,。我心想，沒錯,，就是它了,，疼痛就是我要研究的東西?！?/span>

那時,，特蕾西已被招募回校，并幫助建立了牛津腦功能磁共振成像中心,。科學(xué)家們已經(jīng)基本放棄了尋找某個單一的疼痛皮層的想法：當(dāng)時發(fā)表的fMRI論文中,，一小部分描述了人被燒灼或針刺時的大腦活動，但掃描結(jié)果都表明疼痛涉及大腦許多部位的顯著活動,，而不像聽覺和視覺那樣僅限于某一部位,。特雷西計(jì)劃設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)，以將這種涉及多個部位的活動拆開,，分離疼痛的不同方面,，以便更準(zhǔn)確地理解各個大腦區(qū)域與整體疼痛感覺的關(guān)系。

1988年,，特雷西的實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)中,，她帶著她的第一個博士生——一個名叫亞歷山大·普羅豪斯（Alexander Ploghaus）的羅德學(xué)者，去了加拿大,。他們將設(shè)備裝在行李箱里帶過去,，并使用合作者的MRI機(jī)器。他們的被試是一群大學(xué)生,，其中包括幾名一直在吹噓自己能承受多少疼痛的冰球運(yùn)動員,。當(dāng)被試進(jìn)入掃描儀時，特雷西和普羅豪斯使用自制的加熱元件對左手背部施加灼傷或舒適的熱量,，紅色,、綠色和藍(lán)色的燈也隨之閃爍。燈光以一種看似隨機(jī)的順序出現(xiàn),，但逐漸地,，被試意識到一種顏色總能預(yù)示疼痛，而另一種顏色總是伴隨著舒適的熱量,。由此產(chǎn)生的掃描結(jié)果令人震驚：在整個實(shí)驗(yàn)中,，被試的大腦活動模式在疼痛時刻保持一致,，但是，當(dāng)他們摸清游戲規(guī)則后,，預(yù)示疼痛的光線開始觸發(fā)越來越多的血液流向量個區(qū)域——前腦島和前額夜皮質(zhì),。特雷西和普羅豪斯總結(jié)說，這些區(qū)域肯定負(fù)責(zé)預(yù)知疼痛,。

認(rèn)識到痛苦的體驗(yàn)可以部分地通過預(yù)知而不是實(shí)際的感覺產(chǎn)生,，這是將疼痛現(xiàn)象分解為其構(gòu)成要素的第一個實(shí)驗(yàn)步驟。“我們不僅要看到大腦中的這些部位因?yàn)樘弁炊钴S,，還想知道它們分別負(fù)責(zé)疼痛的哪一方面,，”特雷西說，“它是負(fù)責(zé)感知疼痛的定位,，還是其強(qiáng)度,、預(yù)知，或是與疼痛相伴的焦慮呢,？”在接下來的十年中,，她設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，揭示了不同大腦區(qū)域在調(diào)節(jié)疼痛體驗(yàn)中所起的作用,。她采納了行為學(xué)研究的研究結(jié)果,，即分散注意力會減少對疼痛的感知（就像醫(yī)生在打針的時候告訴孩子從十開始倒數(shù)一樣），并且使其成為另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),，該實(shí)驗(yàn)表明專注于數(shù)學(xué)任務(wù)會抑制大腦中部分與疼痛有關(guān)的區(qū)域的活動,。她還研究了抑郁對疼痛感知的影響——在同樣的刺激下，患有抑郁癥的人通常表示比其他人感受到更多疼痛,，并證明這也可以改變神經(jīng)活動的分布和強(qiáng)度,。

她最著名的實(shí)驗(yàn)之一，就是驗(yàn)證了“宗教信仰可以幫助人們應(yīng)對疼痛”這一普遍認(rèn)知,。通過比較虔誠的天主教徒和無神論者的神經(jīng)學(xué)反應(yīng),，她發(fā)現(xiàn)兩組對痛苦的體驗(yàn)有著相似的基線，但是,，如果施加疼痛的同時展示圣母瑪利亞的照片（由一位意大利巴洛克畫家桑索費(fèi)萊托所繪）,，信徒們對疼痛的主觀評定比無神論者們的要低一些。當(dāng)被試看到一幅非宗教畫作（萊昂納多·達(dá)·芬奇的《抱銀鼠的女人》）的時候,，兩組的疼痛反應(yīng)是一樣的,。這些研究結(jié)果可能具有深遠(yuǎn)意義,，不僅是因?yàn)樗鼈兞吮砻魃鐣幕蛩乜赡芫哂猩窠?jīng)學(xué)效應(yīng),。天主教徒大腦中的一個區(qū)域表現(xiàn)得更加活躍，它通常與超越生理反應(yīng)的能力有關(guān),；如果信仰參與了某種神經(jīng)學(xué)機(jī)制,，能帶來止痛的好處,，那么也許能找到其他非宗教的途徑來激活這一回路。

The Lady with an Ermine (Portrait of Cecilia Gallerani).

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Frank Z?llner (2000). Leonardo da Vinci, 1452-1519. Taschen.

特雷西的研究已經(jīng)開始解釋為什么人們會以不同的方式經(jīng)歷相同的疼痛,，以及為什么同一個人的疼痛隨著時間推移會變得更糟,。她的許多發(fā)現(xiàn)只是強(qiáng)化了現(xiàn)有的心理學(xué)實(shí)踐和常識，但她的證明具有臨床價值,。“無數(shù)從事認(rèn)知行為治療的人來找我談話或?qū)懶沤o我,，告訴我這些研究對于他們的患者教育十分有幫助，因?yàn)樗鼈兛梢愿嬖V患者‘如果你對你的疼痛感到更加焦慮,，或者更悲傷,，看，這張圖像告訴你它正在變得更糟’,?！?/span>

早期實(shí)驗(yàn)反復(fù)證明，疼痛在神經(jīng)學(xué)上是復(fù)雜的,，它引發(fā)的響應(yīng)遍布整個大腦,。盡管如此,，通過確定與疼痛有關(guān)的輔助因素所在的區(qū)域,，例如預(yù)知,，特雷西和她的團(tuán)隊(duì)逐漸瞄準(zhǔn)最基本的區(qū)域。2007年,，特雷西發(fā)表了對現(xiàn)有研究的調(diào)查，并確定了她所說的“疼痛的大腦特征”——由一組大腦區(qū)域產(chǎn)生的獨(dú)特模式，在疼痛體驗(yàn)中準(zhǔn)確地一致行動。其中一些區(qū)域較大,，并且有著許多不同的功能。沒有一個區(qū)域只和疼痛有關(guān),。但是,，當(dāng)我們盯著電腦屏幕上fMRI掃描圖像中的橙色斑塊時,，特雷西快速報(bào)出大腦中六個區(qū)域的名字,，并總結(jié)說：“只要稍微刺一下,，你就會激活所有這些區(qū)域,?！?/span>

2013年,，科羅拉多大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家托爾·韋格（Tor Wager）采取了合乎邏輯的下一步措施,，創(chuàng)建了一種能夠識別疼痛的獨(dú)特模式的算法；今天,，它能夠以超過百分之九十五的精確度挑選出正在經(jīng)歷疼痛的大腦,。當(dāng)利用該算法對大腦的激活圖像按疼痛強(qiáng)度排序時，它的排序和被試的主觀評分一致,。通過分析神經(jīng)活動,，它不僅可以辨別某人是否正在經(jīng)歷痛苦，還可以判斷疼痛的強(qiáng)度,?！爸档米⒁獾氖?，基本的疼痛信號在各種各樣的人身上都看起來非常相似,，”韋格說， “但是在這個前提下,，大腦系統(tǒng)或多或少地展現(xiàn)出一些不同的模式，取決于個人,。”

然而,，在大腦眾多產(chǎn)生疼痛的模式中,，只有一個區(qū)域始終保持高水平的活躍：背側(cè)腦島,。利用一種新的成像技術(shù)，特雷西和她的一名博士后研究員安德魯·塞格達(dá)爾（Andrew Segerdahl）最近發(fā)現(xiàn),，一段較長的疼痛經(jīng)歷的強(qiáng)度恰好與血液流向大腦中這個區(qū)域的變化相呼應(yīng),。換句話說，該區(qū)域的活動提供了極度疼痛的生物學(xué)基礎(chǔ),。特雷西充滿感情地描述腦島,，一個位于大腦外側(cè)裂深處的細(xì)長隆起：“就是這個隱藏在你大腦中部深處的可愛的皮質(zhì)島嶼，它有好多各種各樣,、不可思議的功能,。當(dāng)你說‘我覺得有點(diǎn)冷，我得穿件毛衣’的時候,，是什么促使你這樣做,？可能正是它?！?/span>

在法國里昂神經(jīng)科學(xué)研究中心的神經(jīng)學(xué)家勞爾·馬佐拉（Laure Mazzola）進(jìn)行的一項(xiàng)有些可怕的實(shí)驗(yàn)中,，背側(cè)腦島的重要性已經(jīng)顯現(xiàn)。外科醫(yī)生通常用切除發(fā)生癲癇的腦部區(qū)域的方法來治療頑固性癲癇,，在手術(shù)前,，神經(jīng)科醫(yī)生經(jīng)常用電探針刺激該區(qū)域及其四周,，以確保它們是手術(shù)目標(biāo)區(qū)域。利用這個機(jī)會,，馬佐拉在術(shù)前刺激了患者腦島后部的各個部分,，并記錄了他們的反應(yīng)。特雷西告訴我,，當(dāng)探針到達(dá)背部區(qū)域時,，患者“幾乎要從床上跳起來”。大腦中的探針本身并不會引起疼痛,，因?yàn)槟抢餂]有疼痛感受器,，然而激活這個區(qū)域顯然造成了殘酷的疼痛。

在我接受fMRI掃描后的第二天,，特雷西帶我去了被她稱為“刑訊室”的臨床疼痛測試實(shí)驗(yàn)室,。一個紅色的標(biāo)志閃爍著“請勿進(jìn)入”的字樣，特雷西移開了一根攔著門口的可伸縮帶子,，里面是她和她的團(tuán)隊(duì)用來科學(xué)地制造疼痛的所有設(shè)備,。當(dāng)我躺在熒光燈下的藍(lán)色牙醫(yī)式椅子上時，她和兩三個同事用激光灼燒我的手背,。有人在我的前臂上按下一個相機(jī)存儲卡大小的設(shè)備,，它含有加熱元件，加上一層薄薄的金箔,，將熱量傳導(dǎo)到皮膚上,。“我們可以在一秒鐘內(nèi)將溫度提高30度,，”特雷西說,。

— Anna Parin

每種工具都有特殊用途：在需要在不同刺激水平之間快速轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)中，激光和電極可以提供精確的疼痛增量,；因?yàn)槔苯匪乜梢允怪袠猩窠?jīng)系統(tǒng)敏感,，它最適合模擬慢性疼痛；直腸氣球模仿由內(nèi)臟損傷引起的獨(dú)特疼痛,。 所有這些設(shè)計(jì)的目的都是為了在實(shí)驗(yàn)室條件下產(chǎn)生足以反映真實(shí)疼痛的感覺,，而不引起持續(xù)性的疼痛，因?yàn)楹笳卟环蟼惱怼?/span>一個科學(xué)家要想得到能發(fā)表的數(shù)據(jù),，就不能僅僅用錘子擊打某人,，然后指望每一次擊打的程度相同，哪怕倫理委員機(jī)構(gòu)可能會允許他這樣做,。

特雷西制定了一些方案,，以最小的損傷來造成最大程度的疼痛。她還運(yùn)用心理技巧,，精心操縱刺激強(qiáng)度變化,，設(shè)計(jì)出提高被試疼痛感的方法,。與此同時，試圖確定對體驗(yàn)疼痛最關(guān)鍵區(qū)域的研究還無意中發(fā)現(xiàn)了僅通過有針對性的神經(jīng)刺激創(chuàng)造人工疼痛的方法,。不難想象這種知識可能會引起濫用,。出于這個原因，國際疼痛研究協(xié)會（I.A.S.P.）有一套道德準(zhǔn)則,，并且其成員承諾除了實(shí)驗(yàn)環(huán)境外不會制造或增加疼痛,。

一個更微妙的倫理問題是能否將神經(jīng)影像作為某種測謊儀，以揭露誹謗者或增加傷害訴訟的賠償。“疼痛在法律中極其重要,，”斯坦福大學(xué)法律與生物科學(xué)中心主任亨利·格里利（Henry Greely）告訴我，“這是美國每年幾十萬起法律糾紛的主題,。” 許多是人身傷害案件,，其他涉及社會保障和私人保險殘疾,。格里利指出，缺乏客觀的疼痛測試不僅意味著應(yīng)該得到賠償?shù)娜隋e過了賠償（反之亦然）,，還令人們將數(shù)百萬小時的律師收費(fèi)時段花在這些訴訟上面,。他估計(jì),，借助一致認(rèn)可的,、基于實(shí)證的疼痛指標(biāo)，絕大多數(shù)案件將得到調(diào)解,，而不必提起訴訟,。

格里利認(rèn)為，在法庭上常規(guī)使用fMRI作為證據(jù)可能還需要十年時間,，但已有跡象表明它即將到來,。2008年，他的一位同事肖恩·麥基（Sean Mackey）被任命為專家證人,，在該案件中一名男子在遭受一度和二度燒傷后起訴瀝青制造商,。這名男子的律師們計(jì)劃使用腦部影像數(shù)據(jù)來證明傷勢使他遭受了慢性疼痛，而該公司的法律團(tuán)隊(duì)希望麥基能證明當(dāng)前的疼痛科學(xué)無法證明這是一個客觀評估,。案件最終在法庭外解決,，但盡管麥基提出了異議，法官仍裁定掃描結(jié)果可以作為有效證據(jù),。

和我聊過的所有科學(xué)家都很謹(jǐn)慎地強(qiáng)調(diào),，他們認(rèn)為這個領(lǐng)域還不成熟,，fMRI掃描還不足以作為疼痛的法律證據(jù)，也不能推翻任何主觀報(bào)告,。有一些甚至確信這一天永遠(yuǎn)不會來到,。加拿大多倫多Krembil腦科學(xué)研究院的凱倫·戴維斯（Karen Davis）告訴我：“疼痛，根據(jù)它字面上的定義,，就是一種主觀體驗(yàn),。所以自我報(bào)告是其唯一真實(shí)的量度?！备窭锢麆t沒這么確定：“我同意疼痛確實(shí)是一種主觀的狀態(tài),，但是依然有客觀的東西能或多或少地告訴你這個主觀狀態(tài)有多可信?！?/span>

對疼痛進(jìn)行神經(jīng)成像,，衍生出的法律問題讓戴維斯很困擾，于是最近,，她接下了IASP一個工作小組主席的擔(dān)子來考察這個課題,。對那些把研究生涯花費(fèi)在“疼痛是如何受到情緒、情境和暗示影響”的科學(xué)家來說,，他們會自然而然地懷疑關(guān)于疼痛的證詞是否真的能被證實(shí)或證偽——僅僅是讓人花一小時,，一動不動地平躺在一個嚴(yán)格受控、社會隔離,、吵鬧,、無聊、幾乎要使人得幽閉恐懼癥的環(huán)境中,。盡管fMRI常常被人當(dāng)作是觀察大腦功能的透明窗口,，戴維斯卻對我說，更準(zhǔn)確的態(tài)度應(yīng)該是把fMRI結(jié)果看成是一部低畫質(zhì)黑白電影,，還是幀率很低,，一頓一頓，與現(xiàn)實(shí)不同步的那種,。神經(jīng)纖維上的電脈沖僅僅持續(xù)一毫秒,，而血流，fMRI測量腦活動所借助的媒介,，要在神經(jīng)活動發(fā)生后一會兒才姍姍來遲,，然后緩慢散去。

大多數(shù)腦成像都在3特斯拉的儀器中進(jìn)行,，由此產(chǎn)生的圖像分辨率不足2毫米,。神經(jīng)元這么小，一塊2毫米見方的腦組織里足有數(shù)以萬計(jì),。即使用來掃描我的是磁場強(qiáng)度更大的7特斯拉機(jī)器,，其最高分辨率也不過一毫米,。特雷西提醒，別以為“亮點(diǎn)圖”能夠解釋多少東西,。“在那一團(tuán)團(tuán)亮點(diǎn)背后有數(shù)不清的細(xì)微區(qū)別,，有著復(fù)雜得可怕的解剖細(xì)節(jié)?！彼f,。為了驗(yàn)證她的發(fā)現(xiàn)，她常常需要將核磁技術(shù)與其它技術(shù)結(jié)合,，例如直接測量電活動的腦電圖（EEG）,。

做過疼痛試驗(yàn)的核磁志愿者相對數(shù)量還是比較少的，而且像韋格開發(fā)的那種算法,，雖然能夠正確預(yù)測一小群健康志愿者腦中體驗(yàn)的疼痛,，卻無法被準(zhǔn)確推廣到整體人群中。不過格里利相信這個缺陷只要借助更多研究就能彌補(bǔ),。他預(yù)測,，一旦研究者們收集了足夠多的數(shù)據(jù)，開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)化的測試流程,，神經(jīng)成像就會像法醫(yī)DNA這項(xiàng)科學(xué)突破一樣走上正軌,，后者的結(jié)果最終被認(rèn)為足夠可靠，可以作為法庭證據(jù),。盡管如今我們對DNA證據(jù)的信任越來越被視為一個問題,，格里利卻不以為意，他說：“沒有證據(jù)是完美的,。法庭最最依賴的其實(shí)是目擊者證詞,，我們知道它有多不靠譜，但我們還是用它,?！?/span>

我問特雷西，她的工作是否會讓世界上再無疼痛,，她撲哧了一下，禮貌地不笑出來,?！按蠖鄶?shù)疼痛，”她解釋道,，“都是良性的,。你摸到滾燙表面時感受到的疼痛并不好受，那是自然的,，但是它也很重要,?！蔽以谂＝驎r，遇到了經(jīng)常與特雷西合作的神經(jīng)生物學(xué)家戴維·班尼特（David Bennett）,，他的研究需要一些因?yàn)楹币姷倪z傳變異而無法感受疼痛的病人,。“你或許會想,，為什么人類生來就要有這么一套系統(tǒng),，讓我們不得不感受疼痛呢？”班尼特說,，“這些病人很快能告訴你答案,，因?yàn)楦惺懿涣颂弁词且粓鼋】禐?zāi)難?！?/span>他告訴我,，這些病人通常過早去世。歷史上,，這些病人經(jīng)常淪落為馬戲團(tuán)里的怪人：最早的臨床報(bào)告病例是美國的一個捷克移民,，1932年被紐約布朗克斯區(qū)的一位迪爾伯恩醫(yī)生（Dr. Dearborn）所記錄。迪爾伯恩報(bào)告,，患者在馬戲團(tuán)被稱為“人體針墊”愛德華·H·吉布森（Edward H. Gibson）,，邀請觀眾上臺在自己身上扎針，以此為生,。

— B.A. Bryant “Human Pincushion”

本尼特說,，他的病人中有把自己舌尖咬下來的，有抓破自己的角膜的,。有人因?yàn)闆]有治療耳部感染而損傷了聽力,，有人不知不覺地把手放在了滾燙的表面上，還有人用斷腿走路,，導(dǎo)致肢體變形,。本尼特解釋說，在演化的背景下,，我們的身體內(nèi)置對疼痛的預(yù)期是有道理的——我們很脆弱,，而世界又如此危險。對傷害產(chǎn)生一種極端不適的反應(yīng)能幫我們在當(dāng)下避免進(jìn)一步的傷害,，并學(xué)會吸取教訓(xùn),，減少未來經(jīng)歷同樣事件的可能性。

但是，也存在“惡性”的疼痛,，即那種并沒有明顯外源的疼痛,。慢性疼痛通常被定義為“持續(xù)時間超過預(yù)期恢復(fù)時間的疼痛”，這有一點(diǎn)點(diǎn)誤導(dǎo),。特雷西指出,，實(shí)際上一旦疼痛變成“慢性的”，那么疼痛就是疾病,，而非一種癥狀,。這種觀點(diǎn)體現(xiàn)了一種理解的改變，這部分歸功于她自己的研究成果,。直到最近，慢性疼痛仍然被視為“正?！碧弁吹难娱L,。但是神經(jīng)成像顯示，經(jīng)受慢性疼痛的人和未受影響的人接受同樣的燒灼或針刺時,，他們腦中呈現(xiàn)的活動不同,。特雷西說,，如今慢性疼痛被視為一種“獨(dú)特的新事物,，擁有自己的生物學(xué)基礎(chǔ)和生理機(jī)制,，而且我們在很大程度上仍然對它一無所知”,。

直到兩三年前，特雷西仍然和領(lǐng)域內(nèi)其他研究者一樣,，主要關(guān)注良性疼痛,，這對于理解疼痛的基礎(chǔ)神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制至關(guān)重要。但是慢性疼痛才是真正的問題所在,，據(jù)估計(jì),，大約百分之十到三十的美國人口受到慢性疼痛的折磨，它為社會帶來了每年大約6350億美元的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，比癌癥和心臟病加起來還要多,。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字的背后,，是每一分鐘都受其折磨的人在心理和情感上背負(fù)的重?fù)?dān),。一位記者在20年前被診斷為纖維組織肌痛（fibromyalgia），他告訴我,，他的自我身份被全部包入了他那持續(xù)不斷的,、折磨全身的體驗(yàn)中?！斑@就是現(xiàn)在的我,。我是破碎的,。我需要被修理，但是我修不好了,?！?/span>

特雷西最近的研究著眼于慢性疼痛的一個關(guān)鍵神經(jīng)機(jī)制。它位于腦干，那是一塊難以觸及的管狀的神經(jīng)灰質(zhì),，位于脊髓頂端,，是大腦和身體之間的通訊橋梁,。動物實(shí)驗(yàn)表明腦干內(nèi)部有兩個機(jī)制，分別掩蓋和放大疼痛訊號,，然后信號再擴(kuò)散到大腦的其他部位,。十多年前特雷西的實(shí)驗(yàn)室就率先實(shí)現(xiàn)了腦干成像，如今她已經(jīng)能夠說明這兩個機(jī)制是如何運(yùn)行的,?！八芡耆钄噙M(jìn)來的信號，”她先說了其中一個機(jī)制,，它會讓你在應(yīng)該感到疼痛的時候卻渾然不覺,，比如在跨過馬拉松終點(diǎn)線的巨大喜悅下,。不幸的是，在有些人身上,，另一個加劇疼痛感的系統(tǒng)占據(jù)了主導(dǎo),。特雷西和塞格達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，在糖尿病性神經(jīng)疼痛患者的腦成像結(jié)果上,，從脊柱到已知負(fù)責(zé)疼痛感的大腦區(qū)域,，腦干中神經(jīng)的通訊增強(qiáng)了。

特雷西告訴我,，腦干似乎能預(yù)先讓我們的疼痛感受更強(qiáng)烈或更緩和,，但是在慢性疼痛患者身上，仿佛疼痛的音量旋鈕被調(diào)到了最高,，還卡在那里,。沒人知道這種過度敏感是如何產(chǎn)生的。雙生子研究顯示,，我們的疼痛反應(yīng)部分由遺傳決定,，但是慢性疼痛也與很多其它因素有關(guān)——性別、年齡,、壓力水平,、經(jīng)濟(jì)水平、抑郁程度,。特雷西已經(jīng)著手研究,，如果早年的劇烈身體疼痛復(fù)現(xiàn)，是否會讓腦干發(fā)生變化,，從而提高未來慢性疼痛出現(xiàn)的概率,。與牛津的同事一起，她參與了一項(xiàng)關(guān)注極端早產(chǎn)兒的縱向研究,，還有另一項(xiàng)關(guān)于嚴(yán)重痛經(jīng)的青春期女孩的研究,。

— Gus Scott

盡管這兩項(xiàng)研究的結(jié)果要到很多年后才能揭曉，特雷西自己的腦干研究已經(jīng)開始走向臨床,。幾年前,，她與風(fēng)濕病學(xué)家阿努什卡·索尼（Anushka Soni）合作，掃描了骨關(guān)節(jié)炎患者在膝蓋替換手術(shù)前后的大腦,。大約五分之一的患者在膝蓋替換后疼痛沒有有效緩解,，而且沒人知道原因。特雷西分析了他們的腦掃描結(jié)果,，她發(fā)現(xiàn),，這些不幸的患者的腦干中，已知會放大疼痛信號的腦區(qū)的活動增強(qiáng)了,。他們的腦子解釋了為什么他們的疼痛“變成了慢性”,；他們并不是普通的膝蓋疼痛患者,。

盡管不可能給每一個準(zhǔn)備手術(shù)的病人做大腦掃描，但是fMRI實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)有的量表結(jié)果高度一致,，該量表叫做疼痛檢測（painDETECT）,，用來診斷神經(jīng)功能異常。這樣的量表可以預(yù)測手術(shù)的可能結(jié)果,，讓患者能夠根據(jù)足夠的信息決定是否接受手術(shù),。特雷西還在24個志愿者身上測試一種化合物，她希望該化合物可以減弱腦干的異常區(qū)域的活動,。未來,，那些手術(shù)預(yù)期結(jié)果不夠好的患者或許可以服用這種藥物，讓藥物調(diào)整腦干的生物化學(xué)狀態(tài),，從而減輕痛苦。

藥物研發(fā)或許是特雷西的研究結(jié)果最有影響力的轉(zhuǎn)化方向了。特雷西告訴我,，治療疼痛的藥物已經(jīng)成為了制藥行業(yè)的墳場,，這些藥物通常在患者匯報(bào)“無進(jìn)展”后停止研發(fā)?！暗撬麄兊奶弁丛u級仍然居高不下,，可能是因?yàn)槠渌N種因素——他們焦慮，他們憂慮,，他們期望感覺到疼痛,，”特雷西說，“我們拋棄了不少可能具有良好療效的藥物,，僅僅是因?yàn)槲覀儾捎昧隋e誤的量度——我們依賴主觀評級,。”她相信如果我們對療效有更加客觀的標(biāo)準(zhǔn),，那藥物測試就會更可靠,。她所在的研究機(jī)構(gòu)得到了歐洲創(chuàng)新藥物計(jì)劃（Innovative Medicines Initiative）的一大筆經(jīng)費(fèi)資助，用于建立一套可測量的生物標(biāo)志,，以確認(rèn)新藥能否有效擊潰已知的致痛機(jī)制,，不管患者本人是否感到疼痛緩解。她認(rèn)為我們最終需要采取不同療法的多種組合,，以關(guān)閉每個患者身上獨(dú)特的體驗(yàn)疼痛的神經(jīng)系統(tǒng),。

我在磁共振儀里被折磨之后幾周，塞格達(dá)爾將掃描圖像通過郵件發(fā)給我,。我在圖像上尋找特雷西說的重要的腦區(qū),，但是我面前的腦子卻如同著了火,。整個大腦都顯示為橙色，尤其是左腦（我接受的疼痛刺激在右腳）,。

塞格達(dá)爾在電話里和我討論了我的掃描結(jié)果,。“那張圖其實(shí)很難解讀出什么意義,，”他說,，“你的腦子真的是，真的是,，真的是全都亮了——里面發(fā)生了很多事情,。”不過隨后,，他給我看了一系列經(jīng)過處理的圖像,，只有在我忍受辣椒素藥膏產(chǎn)生的持久疼痛時血流量增加的腦區(qū)才被標(biāo)上了顏色。這時,，疼痛的特征模式才開始顯現(xiàn)出來,，塞格達(dá)爾如數(shù)家珍地報(bào)出了活躍的腦區(qū)。

然后,，他又拿出了另一組圖,，那是在冰袋貼上來的那個美妙時刻我大腦中的活動。在這些圖像上,，活躍的腦區(qū)依然很多,，幾乎和第一張圖一樣繁忙，但是亮點(diǎn)的形狀和位置都有細(xì)微不同,。在我的大腦中,，疼痛逐漸被愉悅?cè)〈矣腥さ氖?，在疼痛時活躍的腦區(qū)許多都參與進(jìn)來,，只是它們的活動模式略有不同。塞格達(dá)爾說：“在方程的另一邊,，我們對于疼痛的緩解依然有很多不明白的地方,。”他猶豫了一下,，又說：“嗯,，怎么說，我對這個極其感興趣,，但是現(xiàn)在我?guī)缀踹€不想碰它,，因?yàn)樗墙K極目標(biāo)?！?/span>

特雷西關(guān)注愉悅感的時間幾乎和她研究疼痛的時間一樣長,?！斑@是一枚硬幣的兩面，”她告訴我,。它們之間有相互聯(lián)系的跡象時不時出現(xiàn)在她的研究結(jié)果中：慢性疼痛患者通常都受快感缺乏（anhedonia）的折磨,，即無法體驗(yàn)愉悅，并且研究提示他們腦中的獎賞系統(tǒng)的連接與其他人略有不同,。疼痛當(dāng)然是一個亟需研究的課題,，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都覺得它難以忍受；但是要充分理解疼痛感,，我們也需要更好地理解它的反面,。“我喜歡邊沁的一句話，”特雷西說,，“‘大自然將人類置于兩位至高無上的主的統(tǒng)治下,，那就是痛苦和愉悅?！@兩樣?xùn)|西驅(qū)動著我們,，像動物一樣，去做我們所做的事,。”