实验性诱导继发性痛觉过敏前后对针刺诱发脑电位的表征

继发性痛觉过敏（secondary hyperalgesia）被认为是“中枢敏化（central sensitization）"的关键特征，其表现为对机械性伤害性刺激（nociceptive stimuli）的疼痛感增强。

本研究（van den Broeke et al., 2015）旨在通过脑电图（EEG）表征辣椒（capsaicin）皮内注射诱导继发性痛觉过敏前后，不同强度针刺刺激（16-512 mN）诱发的脑事件相关电位（Event-Related Potentials，ERPs）变化，以探索机械伤害性通路敏感化的客观评估指标。

研究纳入 19 名健康志愿者，分别在注射前（T0）和注射后 30 分钟（T1）记录针刺诱发的 ERPs 及疼痛评分（对侧未注射手臂为对照）；结果发现，未处理皮肤的针刺 ERPs 包含早期 N120-P240 复合波（顶点 Cz 处最大）和晚期 P500 波（后部 Pz 处最大，与疼痛感知相关）；辣椒素注射后，继发性痛觉过敏区域的针刺痛觉增强（低强度刺激更明显），且仅中等强度（64 mN）刺激诱发的 P500 波幅显著升高，其他 ERP 成分无变化；研究认为 P500 波的增强由机械伤害性通路易化介导，或可作为评估痛觉过敏的潜在工具。

一、研究背景与目的

1. 核心概念：

继发性痛觉过敏（secondary hyperalgesia）：皮肤损伤后周围未损伤区域对机械伤害性刺激（如针刺）的痛觉增强，是中枢敏感化（中枢伤害性神经元对正常 / 阈下输入反应性升高）的关键特征。

现有局限：传统评估依赖主观疼痛评分，缺乏非侵入性客观工具，而针刺诱发的 ERPs 可能成为候选指标。

2. 研究目标：

通过 EEG 记录，分析10mM 辣椒素皮内注射诱导继发性痛觉过敏前后，6 种强度（16-512 mN）针刺刺激诱发的 ERPs 特征，明确 ERPs 与痛觉过敏的关联。

二、研究方法

检测指标：

1. 主观疼痛评分：

- 辣椒素致痛：注射后 1 分钟内每 10s 评 1 次，1-15 分钟每 30s 评 1 次（NRS 0-100 分）；

- 针刺痛觉：每次刺激后 3s 评分，区分痛觉与触觉 / 压力（评分 > 0 代表痛觉）。

2. EEG 记录：

- 电极位置：Fz、Cz、Pz、T3、T4（国际 10-10 系统），耳垂联动为参考；

- 参数：采样率 200Hz，阻抗 < 5kΩ，滤波（0.5-30Hz 带通 + 50Hz 陷波）。

数据分析方法：

1. 疼痛评分（Numerical Rating Scale，NRS）

2. ERPs

三、研究结果

1.辣椒素诱导的疼痛时间进程

辣椒素注射后峰值疼痛评分为73.7±2.18/100（对数 1.867），15分钟后呈对数线性下降至3.6±16.38/100（对数 0.559），符合辣椒素致痛的典型特征。

2.针刺痛觉的变化（T0 vs T1）

T0：两侧手臂的针刺痛觉随刺激强度呈指数升高，双对数坐标下呈线性刺激-反应（S/R）曲线，且两侧无差异（P>0.05）。

T1：

过敏区：S/R 曲线平行上移，痛觉较基线升高331%（对数 0.634±0.057，P<0.001），且低强度刺激增强更显著（16mN 升高 651%，512mN 升高 95%，P<0.001）；

对照区：痛觉仅升高 15%（对数 0.061±0.033，P>0.05），无显著变化。

3.基线（T0）针刺 ERPs 的特征

未处理皮肤的 ERPs 包含两个核心成分：ERP成分/潜伏期范围/头皮最大位置/关键特征

N120-P240复合波/120-250ms/顶点 Cz/与有髓鞘 A 纤维传导速度匹配（8.2-70.0 m/s），波幅与刺激强度无显著 parametric 关联

P500波/400-600ms/后部 Pz/波幅与针刺痛觉显著相关（r²=0.67，P<0.0001），512mN 刺激时波幅显著高于低强度（P<0.05）

4.辣椒素对 ERPs 的影响（T1 vs T0）

仅P500 波发生显著变化：过敏区中等强度（64 mN）刺激的 P500 波幅在 Cz（255-505ms）和 Pz（245-500ms）电极显著升高（P<0.01）；

其他成分（N120-P240 复合波）：无论刺激强度如何，波幅均无显著变化（P>0.05），与此前 Iannetti et al.（2013）观察到的 N120 增强不同（可能因本研究刺激施加更缓慢、持续时间更长）。

四、关键讨论

1.ERPs 的神经机制：

N120-P240 复合波：可能由非伤害性 Aβ 纤维或伤害性 Aδ 纤维介导，与刺激强度无明确关联；

P500 波：与机械伤害性通路（辣椒素不敏感的 Aδ 纤维，如 AMH-I、HTM）相关，其增强反映通路易化，且与主观痛觉正相关。

2.刺激强度的影响：

辣椒素对痛觉的增强效应随刺激强度升高而减弱（低强度更显著），但仅 64 mN 刺激诱发的 P500 显著变化，可能因低强度时 P500 信号噪声比不足，高强度时存在天花板效应。

五、研究结论

1.针刺刺激可诱发两种 ERPs 成分：早期N120-P240 复合波和晚期P500 波，后者与痛觉感知直接相关；

2.辣椒素诱导继发性痛觉过敏后，仅64 mN 刺激诱发的 P500 波幅显著升高，由机械伤害性通路易化介导；

3.P500 波或可作为评估中枢敏感化及继发性痛觉过敏的客观、非侵入性生物标志物。

原文：Characterizing pinprick-evoked brain potentials before and after experimentally induced secondary hyperalgesia

Emanuel N. van den Broeke, André Mouraux,Antonia H. Groneberg, Doreen B. Pfau, Rolf-Detlef Treede, and Thomas Klein