慢性疼痛是全球性的健康难题，影响着超过20%的人口。目前的主流疗法，如非甾体抗炎药和类阿片药物，效果有限且常伴随严重的胃肠道、肾脏、心血管副作用，甚至导致药物耐受、依赖和成瘾危机。因此，寻找安全有效的替代疗法迫在眉睫。慢性疼痛的维持涉及中枢神经系统的病理性神经可塑性，包括中枢敏化（central sensitization）和突触重塑，这与学习和记忆的机制相似，导致疼痛感觉被“记住”并持续存在。针对这些中枢机制，特别是整合痛觉、情感和认知的脑区（如杏仁核中央核），进行精准调控，有望提供更持久、全面的疼痛缓解。在这种背景下，非侵入性的神经调控技术，如特定频率的光刺激，显示出巨大的潜力。近期发表于《Cell Research》的一项研究，为我们揭示了40 Hz闪烁光如何通过一条意想不到的“眼-脑”通路，精准地“安抚”大脑的疼痛中枢，为治疗慢性疼痛带来了革命性的新见解。
为了系统探究40 Hz闪烁光在慢性疼痛中的作用，研究人员综合运用了多种前沿技术。在动物模型上，他们使用了弗氏完全佐剂诱导的炎症性疼痛模型和坐骨神经分支结扎诱导的神经性疼痛模型。在神经环路解析方面，采用了TRAP2、AAV病毒介导的逆向/顺向跨单突触示踪、化学遗传学、光遗传学等手段，精准标记和操控特定神经元群体。在分子机制研究层面，利用基因编码的腺苷传感器进行光纤光度记录，监测了CeA内细胞外腺苷的动态变化；通过高效液相色谱检测了组织内腺苷含量；并辅以局部场电位记录，分析了40 Hz光刺激对CeA脑电振荡的调控作用。此外，还利用基因敲除小鼠、药理学干预（如局部注射腺苷转运体抑制剂、受体拮抗剂）以及行为学测试，多角度验证了相关通路和靶点的功能。
40 Hz光闪烁在慢性疼痛模型中产生镇痛作用
研究人员首先在两种经典的小鼠慢性疼痛模型中评估了不同频率和强度闪烁光的镇痛效果。他们发现，每天2小时、连续多天的40 Hz（伽马频率）闪烁光刺激，在2000勒克斯的强度下，能显著缓解由弗氏完全佐剂和坐骨神经损伤引起的机械性痛觉过敏。这种镇痛效果具有频率和强度依赖性，40 Hz、2000勒克斯的组合效果最佳，且镇痛作用在刺激停止后可持续超过6小时。相比之下，20 Hz、直流光或更低强度的40 Hz光效果不佳。研究还排除了其预防疼痛发生的可能性，表明该疗法主要作用于已建立的慢性疼痛状态。
40 Hz光闪烁在CeA中激活一个镇痛相关的神经元集群
为了找到介导光镇痛效应的脑区，研究人员利用Fos-CreERT2/TRAP2;Ai9小鼠标记了被40 Hz光激活的神经元。结果显示，在经过多天（而非单天）光刺激后，杏仁核中央核区域有大量神经元被特异性标记。通过化学遗传学或光遗传学手段再次激活这些被标记的CeA神经元，足以在疼痛模型中模拟出光刺激的镇痛效果，证明了这些神经元构成了一个功能性的“镇痛集群”。
视网膜-CeA环路是40 Hz光诱导镇痛所必需的
这些被光激活的CeA神经元从何接收信号？通过狂犬病毒跨单突触逆向追踪和AAV逆向示踪，研究团队惊讶地发现，视网膜神经节细胞直接投射到CeA。化学遗传学抑制这些投射至CeA的视网膜神经节细胞，完全阻断了40 Hz光的镇痛作用；而激活这些细胞则能增强光疗效果。相反，特异性损毁介导非成像视觉功能的内源性光敏视网膜神经节细胞，并不影响光镇痛，表明是常规的视网膜神经节细胞介导了此效应。进一步的实验证实，光遗传学直接激活这条“视网膜-CeA”通路中位于CeA的突触后神经元，足以产生镇痛；而用破伤风毒素阻断这些神经元的突触输出，则会消除光的镇痛作用。这充分证明了该通路既是必要的，也是充分的。
CeA中的腺苷信号传导介导40 Hz光诱导的镇痛
机制上，研究人员发现40 Hz光刺激能显著、持久地升高CeA细胞外的腺苷水平，且此升高依赖于腺苷通过平衡型核苷转运体（ENT）的外排。药理学阻断ENT（使用双嘧达莫）或向CeA局部注射ENT1选择性抑制剂NBMPR，均可阻断腺苷升高并消除光镇痛。更重要的是，直接向CeA内微量注射腺苷，可以完美模拟40 Hz光的镇痛效果，且这种效果是累积性的。通过免疫组化和基因敲除小鼠，他们确定了腺苷A2A受体（A2AR）在此过程中起关键作用：A2AR在CeA有表达，其基因敲除或药理学拮抗能完全阻断40 Hz光或外源腺苷的镇痛作用。
CeA中的脑啡肽能神经元是40 Hz光诱导镇痛所必需的
进一步明确细胞类型发现，被40 Hz光激活的CeA神经元以及视网膜直接投射的CeA突触后神经元，绝大多数（>80%）是表达前脑啡肽原（Penk）的脑啡肽能神经元。选择性消融CeA中的Penk阳性神经元，不仅完全废除了40 Hz光的镇痛作用，也阻止了光刺激引起的CeA腺苷水平升高。同时，40 Hz光刺激本身也能显著增加CeA内源性脑啡肽的释放。这表明Penk阳性CeA神经元是连接光输入、腺苷释放和镇痛行为输出的核心细胞底物。
40 Hz光闪烁通过CeA擦除痛觉记忆
慢性疼痛与记忆形成具有相似的神经可塑性基础。研究借鉴记忆再巩固理论，探索了40 Hz光能否“擦除”痛觉记忆。他们发现，在辣椒素诱导的痛觉过敏模型中，如果在痛觉通路被再次激活（二次注射辣椒素）时，向CeA注射蛋白合成抑制剂茴香霉素、腺苷或施加40 Hz光刺激，可以持久地逆转已建立的痛觉过敏，其效果类似于干扰记忆的再巩固过程。在角叉菜胶诱导的炎症性疼痛模型中，经过数天40 Hz光或腺苷治疗后，不仅原发痛觉过敏缓解，后续在身体另一部位给予无害的生理盐水注射，也不会再诱发原有痛点的“痛觉记忆”重现，表明治疗抑制了痛觉记忆的提取。
归纳与讨论
本研究系统性地揭示了40 Hz闪烁光作为一种新型无创神经调控疗法，在缓解慢性炎性和神经性疼痛方面的有效性与机制。其核心创新在于发现了一条此前未知的、直接连接眼睛与大脑疼痛整合中枢——杏仁核中央核的视觉通路。当40 Hz闪烁光通过常规视网膜神经节细胞激活这条通路时，会促使CeA局部释放腺苷。腺苷通过激活A2A受体，进而调控下游主要由脑啡肽能神经元构成的镇痛神经网络，最终产生镇痛效果。更重要的是，研究不仅证明了该通路在缓解即时疼痛上的作用，还首次揭示了通过此通路提升的CeA腺苷信号，能够干预类似于记忆再巩固的过程，从而有可能“擦除”或逆转维持慢性疼痛的长期性神经可塑性变化（即“痛觉记忆”）。
这项研究具有多重重要意义。首先，在临床上，它提出了一种完全无创、无药物、副作用风险低的潜在疼痛管理新方法，尤其适用于对传统药物反应不佳或无法耐受副作用的患者。其次，在科学上，它拓展了我们对视觉系统功能的认识，揭示了其除了成像和昼夜节律调节外，在高级感觉和情感调控中的新角色。所发现的“视网膜-CeA-腺苷”轴为理解脑区间如何通过特定频率的振荡进行信息交流和功能调制提供了新范例。最后，该研究将腺苷的镇痛作用与特定的神经环路和细胞类型精准关联，实现了对腺苷信号的“空间靶向”利用，避免了全身给药的副作用，为基于腺苷受体的药物研发提供了新的思路和更安全的潜在干预靶点。总之，这项研究为开发下一代精准、持久且安全的慢性疼痛疗法奠定了坚实的理论基础。
