丘脑是理解疼痛的关键结构,左右各一,位于大脑半球深处,是神经元胞体集合。
(一)丘脑在大脑中的位置与结构
1. 从左侧观察大脑
显示左侧大脑半球有沟和回,大脑下方是小脑和脑干,脑干在枕骨大孔处与脊髓相续接。
2. 大脑半球的冠状切面
显示丘脑(加粗)的神经核体细胞(灰色)和两个大脑半球之间的胼胝体行走的纤维(白色),两个大脑半球由矢状裂隔开。
3. 右侧大脑半球的侧面
突出丘脑(加粗)的位置。
4. 经Cajal染色的大脑皮质表面
显示大锥体细胞及其轴突和树突的排列,大脑皮质神经元形成的环路对大脑发挥功能有重要作用。
(二)丘脑与信息处理
1. 信息交流和整合中心
丘脑是信息交流和整合中心,接收来自外周所有感觉神经元的输入(嗅觉神经元除外,嗅觉是一种最原始的模式)。
丘脑可细分为不同的神经元组,不同神经元组对特定的感觉输入做出相应反应。
每时每刻,传递视觉、听觉、触觉和疼痛动作电位的神经都会进入丘脑,激活它们各自的三级丘脑神经元。
2. 疼痛感知与丘脑的关系
这些信息随后被分别传递到大脑的其他部分,形成我们对视觉、声音、触觉、疼痛和所有其他我们用来建立周围世界概念的方式的知觉。
疼痛并不存在于病变部位,也不存在于一级或二级伤害感受神经元中;只有当二级伤害感受神经元的轴突激活三级丘脑神经元时,才会出现痛觉。
丘脑是感知疼痛的关键,因为阻断丘脑的血液供应可以产生严重的疼痛,刺激丘脑的某些区域会引起疼痛,而去除其他区域则会减轻疼痛。
然而,目前还不清楚感知是如何从丘脑的神经环路活动中产生的。
丘脑只是庞大的神经网络的一个组成部分,这个网络决定了我们能否感觉到疼痛及疼痛的程度。例如,疼痛是分层次的,当有更严重的伤害时,新的疼痛会取代之前较轻的疼痛,这种对疼痛的知觉的转变并非来自丘脑的环路,而是来自脑的高级中枢。
3. 重要发现
一些参与痛觉的三级丘脑神经元的轴突投射到大脑皮质的特定区域,这是现代神经科学中的重大发现之一。
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