全球慢性疼痛患者数量庞大，医学界遇到一个长期困扰的难题；据统计，全球约20%至30%的成年人正遭受慢性疼痛折磨，其中超过一半会伴随不同程度的焦虑或抑郁症状。中国作为全世界疼痛最高发地区，此问题尤为突出。疼痛引发的情绪障碍不仅加重了患者的主观痛苦，还显著增加了医疗利用率、自杀风险和社会经济负担，已成为影响公共卫生的重要课题。 然而，临床医学长期以来缺乏对这一现象的深层解释。为何同样遭受慢性疼痛，有的患者能够"痛并快乐着"，有的却逐渐陷入焦虑或抑郁的泥沼？复旦大学类脑智能科学与技术研究院认知神经科学中心执行主任肖晓、特聘教授特雷弗·罗宾斯及首席科学家冯建峰领导的研究团队，将目光聚焦于大脑的微观结构，期图从神经生物学角度破解这一谜团。 研究团队采用了一种创新的"大数据加传统生物实验"的交叉方法论。他们系统整合了近三万例人群神经影像数据，同时建立了啮齿动物慢性神经病理性疼痛模型，对慢性疼痛向情绪障碍演变的全过程进行了纵向解析。这种整合性的研究设计，既特点是人群研究的代表性，又具有动物实验的可控性，大大增强了研究结论的科学可信度。 研究发现了一个具有重要临床意义的发现：大脑中存在一道决定性的"情绪闸门"。当这道闸门正常运作时，疼痛信号能被有效整合和缓冲，患者的情绪相对稳定；但当闸门失效时，疼痛更容易转化为抑郁或焦虑等持续的负性情绪状态。而这道"情绪闸门"的核心枢纽，正是人们熟悉的记忆中枢——海马。 海马在疼痛-抑郁共病患者身上体现为明显的阶段性变化轨迹。在慢性疼痛早期，患者的海马体积会短暂增大，部分认知功能甚至会增强，比如数字记忆力会有所提升。这一时期被称为"代偿阶段"。然而，随着抑郁等情绪症状的出现，海马逐渐萎缩至低于正常水平，其调控能力随之下降。这种从增大到萎缩的变化轨迹，在不同疼痛类型和不同人群中表现出高度一致性，表明其具有普遍的生物学规律。在动物模型的实验中，研究人员也观察到了完全相同的阶段性变化，更验证了这一发现的可靠性。 进一步的深入研究将焦点锁定在海马内部的齿状回结构上。齿状回被确认为"情绪闸门"的关键节点。这个区域具有特殊的生物学意义，它是成年大脑中少数仍能产生新神经元的区域之一。在疼痛早期，齿状回内的新生神经元和小胶质细胞都被激活。研究人员通过干预实验发现，直接抑制新生神经元可以缓解情绪异常，但代价是患者的认知功能会严重下降。相比之下，调控小胶质细胞不仅能缓解疼痛有关的情绪问题，还能在一定程度上提升认知功能。这一发现表明，小胶质细胞可能是早期阻断慢性疼痛向情绪障碍转变的更优靶点，具有重要的临床应用前景。 这些发现为临床诊断和早期干预指明了方向。肖晓指出，如果在影像扫描中观察到慢性疼痛患者海马齿状回体积的异常变化，可能提示其存在情绪恶化风险，从而为早期识别和干预提供重要线索。这意味着，医学工作者在未来可以通过神经影像学手段，提前识别那些有可能演变为抑郁或焦虑的疼痛患者，从而进行针对性的预防性干预，而不是被动地等待情绪障碍的出现。 此次研究的完成，说明了当代科学研究的重要特征——学科交叉与融合。类脑智能研究院院长冯建峰用"特别交叉"来描述这项工作。大数据分析与传统生物实验有机结合，产生了1加1大于2的效果。然而，这种交叉并非易事。在研究初期，做数据分析的团队成员对海马齿状回的生物学特性了解有限，而从事传统生物实验的研究者对数据分析工具也不够熟悉。甚至在向国际顶级期刊投稿时，编辑部一度难以找到既懂神经生物学又懂数据科学的合适审稿人。这些困难最终被克服，正是源于团队成员的学科背景多元化和对科学问题的执着追求。 类脑智能研究院认知神经科学中心正是在这种交叉融合的理念下应运而生的。该中心聚焦认知活动的神经机制及其计算建模研究，是国内首个同时具备脑认知机制解析与计算仿真能力的交叉研究平台。其建立符合当今国际科学发展的大趋势。在《科学》期刊发布的全球科学难题中，"意识的生物学基础"位居前列，这正是当代认知神经科学最核心、最前沿的终极问题之一。美国脑计划重在探寻大脑如何通过神经环路产生知觉、思维和行动；欧盟脑计划试图从计算角度理解认知的产生原理；中国脑计划则以研究脑认知功能的神经基础为"主体"，形成了具有中国特色的研究范式。 作为上海市级科技重大专项"脑与类脑智能基础转化应用研究"的重要依托平台，类脑智能研究院认知神经科学中心近年来在情绪记忆、情感障碍及其相关认知过程的脑机制研究上取得了多项原创成果，形成了多项发明专利和软件著作权，逐步实现了从基础研究向应用转化的跨越。
慢性疼痛的治疗目标不仅是降低疼痛评分，更是守住患者的情绪韧性与生活能力；此次研究从海马“情绪闸门”入手，揭示了疼痛与情绪障碍之间可被识别、可被干预的关键环节，为早筛、早干预提供了新的科学依据。面向未来，推动基础发现走向临床应用，还需在多中心验证、指标标准化和综合管理体系建设上持续发力，让更多患者不被疼痛与情绪的“双重负担”拖入恶性循环。