不同疼痛刺激方式的特点及其在脑电图中的应用进展
[摘要]脑电图作为一种非侵入性的测量大脑电活动的方法，具有较高的时间分辨率，常用于研究大脑疼痛反应。研究表明不同疼痛刺激方式可激活相应伤害感受器，引起不同中枢神经反应。本文综述不同疼痛刺激方式的特点及其在脑电图中的应用进展。
[关键词]脑电图；疼痛；刺激方法
疼痛是一种与实际或潜在组织损伤相关的不愉快的感官和情绪体验或与此相关的经历[1]。研究表明全球约20%的人群正在经历慢性疼痛[2]。疼痛的发病率极高，极大影响人们的生活质量和幸福指数[3]。脑成像技术已广泛应用于疼痛领域。相较于其他脑成像技术，脑电图可实时反映大脑振荡节律，具有较高的时间分辨率，常用于研究大脑的疼痛反应。不同疼痛刺激方式可激活相应伤害感受器，引起不同中枢神经反应。本文综述不同疼痛刺激方式的特点及其在脑电图中的应用进展。
1温度刺激
温度刺激通过改变受试者某一局部皮肤温度使其产生痛觉，具有可控、安全等优势，成为常用的实验性疼痛方法。温度刺激可分为冷刺激、接触性热刺激和辐射热刺激。
1.1冷刺激
在疼痛相关脑电图研究中，冷压试验具有刺激小、无组织性创伤及实验程序安全等优势，是温度刺激诱导疼痛的常用手段[4]。研究证实冷压试验与临床疼痛性质最接近[5]。试验过程中，受试者将手掌或前臂置于冰水中，冷压可随时间的变化增加受试者的疼痛感。理想状态下，冷压试验研究在一定程度上可忽视个体差异。冷压试验的儿童常用温度约为10℃，成人常用温度为1～5℃[6]。Silva-Passadouro等[7]应用冷压试验产生疼痛，结果表明在疼痛事件中，静息态脑电额叶α不对称可驱动疼痛缓解。冷痛也常用于疼痛移情研究。Che等[8]基于观看伴侣/陌生人图像的参与者冷痛处理，通过脑电图揭示社会支持对疼痛影响的神经机制，证实社会中的亲密关系可减轻疼痛。冷刺激可较准确地根据刺激量模拟不同的疼痛强度，但不适用于镇痛药物研究[9]。
1.2接触性热刺激
接触性热刺激采用专用刺激装置，通过控制刺激装置温度对皮肤进行热痛刺激。一般而言，常用仪器直接接触皮肤进行刺激，但为避免仪器接触皮肤影响实验结果，可采用专业仪器对空箱内空气进行加热，受试者通过接触热空气诱发疼痛。接触性热痛诱发电位是一种较新的神经电生理检查方法，热痛刺激可客观反映受试者的痛觉传导通路情况[10]。条件性疼痛调节（conditionedpainmodulation，CPM）是一种研究和评估疼痛抑制系统功能的方法；CPM基于“疼痛抑制疼痛”原理，即一个疼痛刺激可抑制另一个疼痛刺激的感知。在CPM测试中，使用两种疼痛刺激。第一个刺激称为“条件刺激”，通常是持续性且强度较大的疼痛（如冷水浸泡）；第二个刺激称为“测试刺激”，是一个短暂的疼痛刺激，用来评估疼痛的感知程度。Albu等[11]采用CPM范式，将冷压试验作为条件刺激，将接触性热痛作为测试刺激，通过脑电图研究疼痛知觉调节过程，揭露CPM抑制接触性热痛诱发电位δ的功率。Zhou等[12]观察前额皮质功能与疼痛耐受性的关系，通过（60.0±0.5）℃热空气引发受试者疼痛，揭示前额叶功能保留的老年人对疼痛有更好的耐受性。
1.3辐射热刺激
辐射热刺激的优点是不接触皮肤，不易受到触觉干扰，可精准测量疼痛反应潜伏期，还可精准调节刺激强度、作用时间、部位及面积等变量。辐射热刺激一般采用CO2激光刺激和Nd：YAP激光刺激。Frahm等[13]同时采用两种激光刺激器，应用脑电图记录激光诱发电位（N2P2复合波和N1波），探究激光类型和皮肤位置对疼痛诱发电位的影响；结果发现N2P2复合波和N1波振幅受激光类型、皮肤位置和刺激强度的影响。此外，激光刺激也常用于诱发三叉神经电位，探寻健康人与偏头痛患者不同的神经中枢反应[14-15]。然而，辐射热刺激受辐射热源在皮肤表面反射率及其传递和吸收的影响，且可能引起延迟性灼伤。焦虑可延长辐射热反应时间，其研究结果易受情感影响，个体之间存在差异，更适用于实验研究[16]。
2电刺激
电刺激的常见类型包括经皮电刺激、皮内电刺激、肌内电刺激、食管电刺激和内脏电刺激。其优点是安全便捷、定量准确、皮肤损害较小。电刺激广泛应用于实验性疼痛研究，最常用频率为50Hz[17]。
2.1经皮电刺激
给予皮肤表面的电刺激称作经皮电刺激，常应用于皮肤痛，以模拟急性疼痛和感觉性疼痛[18-19]。Zhuo等[20]研究睾酮对痛觉的影响，在给予受试者睾酮/安慰剂前，对受试者进行疼痛/非疼痛皮肤电刺激，对电刺激时的事件相关电位（eventrelatedpotential，ERP）与电刺激前的预刺激脑电图振荡活动进行综合比较；结果发现睾酮可增强受试者对电刺激的感知和期望。此外，经皮电刺激也常应用于疼痛移情研究。通过脑电技术观察疼痛移情任务下的ERP