迷走神经刺激（VNS）可缓解疼痛，但其潜在的神经机制尚不明确。此外，孤束尾核（cNTS）接收迷走神经和躯体传入信号，然而cNTS如何将疼痛信号转化为行为以及VNS如何调控这一过程仍不清楚。
2026年6月3日，复旦大学邓菡菲和中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心肖雄共同通讯在Nature Neuroscience在线发表题为A brainstem pathway underlying vagal modulation of somatic pain and affective states的研究论文。
该研究发现，一群投射至中脑导水管周围灰质（PAG）的cNTS神经元（cNTSPAG），是小鼠VNS依赖性疼痛抑制及负性情绪调控的关键节点。光遗传学激活cNTSPAG神经元可重现疼痛行为。在条件性学习后，这些神经元展现出对疼痛的模态特异性编码及预测信号。抑制脊髓输入定义的cNTSPAG神经元可减轻机械性而非热性伤害感受。
值得注意的是，VNS通过招募局部抑制机制选择性减弱疼痛诱发的cNTSPAG活动，并通过cNTSPAG减轻疼痛诱发的伏隔核多巴胺水平下降。本研究揭示了一条在VNS调控疼痛与负性情绪中具有先前未被认识作用的脑干通路，为疼痛治疗的靶向神经调控提供了新见解。
来自人类和动物研究的越来越多证据表明，迷走神经刺激（VNS）在治疗癫痫和抑郁症的既定用途之外，还能发挥镇痛作用。在人类中，已有报道指出，VNS 可通过抑制伤害性屈曲反射、提高痛阈以及减轻疼痛，来调节健康人和患者的疼痛感知。然而，VNS 驱动疼痛调节及其相关情感状态的神经基础仍不甚明了。
孤束核尾侧部（cNTS）——迷走神经传入纤维的主要中枢靶点——是传递内感受信息的关键枢纽。除了迷走神经输入外，cNTS 还接收来自脊髓的体感信号，这使其成为整合迷走神经与伤害性信息的候选位点。然而，VNS 如何通过 cNTS 调节疼痛仍未得到解决。
既往研究表明，cNTS 的活性是 VNS 介导的抗伤害作用所必需的，但躯体伤害性刺激本身也能激活 cNTS 神经元，且人类影像学研究报道了 VNS 期间 NTS 反应的异质性。这些发现指向了 cNTS 内部的功能异质性，并提出了这样一种可能性：不同的 cNTS 神经元群体在伤害性信息处理及 VNS 介导的调节中发挥着不同的作用。
图1.迷走神经通过cNTSPAG神经元调节躯体疼痛和情绪状态的示意图（摘自Nature Neuroscience）
在本研究中，作者首先筛选了投射类型明确的 cNTS 神经元群体，以探究它们在疼痛相关行为中的作用。cNTS 向中脑导水管周围灰质（PAG）、臂旁核（PBN）、终纹床核（BNST）、下丘脑室旁核（PVH）、杏仁核中央核（CeA）和蓝斑（LC）——这些均是与疼痛和情绪相关行为有关的脑区——发出显著的投射。
此筛选确定投射至 PAG 的 cNTS 神经元是参与疼痛相关处理的候选群体。因此，作者研究了这些神经元如何编码伤害性信号和预测性信号，以及它们是否在清醒小鼠中介导了 VNS 对伤害性信息处理和负性情绪的调节。
参考消息：https://www.nature.com/articles/s41593-026-02313-0