第十九章神经与疼痛:大脑感觉到的疼,才是真的疼
痛苦有一种空白的性质;
无法回忆起
它是何时开始的,或者
哪一天它不再存在。
——艾米莉·迪金森(EmilyDi),美国诗人
疼痛是一件奇怪而又麻烦的事情。在你的生活中,没有什么比它更必要又不招人喜欢的东西了。它是人类最大的一种困扰和迷惑,也是医学上最大的一项挑战。
有时,疼痛能解救我们,每当我们遭到电击或想要赤脚走过烫沙子,疼痛都会强烈地提醒我们。我们对威胁性刺激非常敏感,大脑甚至还来不及收到信息,我们的身体就会按照程序做出反应,从疼痛事件中往后撤。这一切无疑是一件好事。但很多时候(根据一项计算,有多达40%的人),疼痛会一直持续,而且似乎根本没有任何目的。
疼痛充满了矛盾。它最不言自明的特点是痛(毕竟,这就是它存在的原因),但有时,疼痛的感觉也有点美妙:比如长跑后的肌肉疼痛,或者,当你滑入浴缸,水温烫得叫你受不了,但不知怎么又烫得很舒服。有时我们根本无法解释它。所有疼痛里最严重、最棘手的一种是所谓的幻肢疼痛,也就说患者感受到来自已经因为事故或截肢而丧失的身体部位的疼痛。我们觉得最厉害的一种疼痛,居然是从已经不再属于身体的部位传来的,这真是太讽刺了。更糟糕的是,通常的疼痛大多会随着伤口的愈合而减轻,幻肢疼痛却可能持续终身。目前还没有人能解释原因。有一种理论认为,大脑没有收到来自丢失身体部位的任何神经信号,便将之阐释为受了重伤,细胞死亡,所以发送出无休止的危险呼叫,就像没法关闭的防盗警报器。现在,如果医生知道要做截肢手术,大多会先将受影响的肢体麻痹好几天,好让大脑准备好接受感觉的即将丧失。人们发现,这种做法可以极大地减少幻肢疼痛。
如果说,有一个能跟幻肢疼痛匹敌的对手,那一定是三叉神经痛。三叉神经痛以面部的主神经为名,在历史上叫作ticdouloureux(在法语里,就是字面意思“痛苦的抽搐”)。这种病症跟这种面部的尖锐刺痛感相关——用一位疼痛专家的话来说,“就像电击一样”。通常,三叉神经痛是有明确原因的(如肿瘤压迫了三叉神经),但有时却找不到原因。患者有可能遭受周期性发作,疼痛毫无征兆地开始,也毫无征兆地突然停止。这很折磨人,可那之后,它们既可能彻底消失,也可能过上几天或几个星期又出现。随着时间的推移,疼痛可能在脸上徘徊。什么也解释不了它为什么流连辗转,为什么来了又去。
你会发现,疼痛究竟怎样运作,基本上仍然是个谜。大脑中没有疼痛中枢,也没有疼痛信号聚集的地方。一种想法必须前往海马体才能变成记忆,但疼痛却几乎可以在大脑的任何地方出现。砍断你的脚趾,这种感觉会在大脑一部分区域登记;用铁锤敲打它,另一部分区域会点亮。重复上述体验,模式[1]兴许还会再次发生改变。
最奇怪又最讽刺的地方或许在于,大脑本身没有疼痛感受器,但它却是所有疼痛得以感知的地方。牛津大学纳菲尔德临床神经科学系主任、世界疼痛研究的权威人士之一艾琳·特蕾西(Ireracey)说:“只有当大脑感受到疼痛时,疼痛才出现[2]。疼痛或许始于大脚趾,但让你哎哟一声叫起来的,是大脑。在那之前,它不是疼痛。”
所有的疼痛都是私人的,而且强烈个性化,不可能对它做出有意义的定义。国际疼痛研究协会将疼痛总结为,“一种与实际或潜在组织损伤相关的感官或情绪体验,或从此类损伤角度所描述的感官或情绪体验”。这也就是说,任何伤害,或有可能造成伤害,或听起来、感觉像是要造成伤害的事情(不管是真实的伤害,还是比喻上的伤害),都可以视为疼痛。这几乎涵盖了所有糟糕的经历,从子弹枪伤,到失恋导致的心痛。
麦吉尔疼痛问卷(Mquestionnaire)是一套最著名的疼痛测量方法,1971年由蒙特利尔麦吉尔大学的罗纳德·梅尔扎克(RonaldMelzack)和沃伦·托格森(WarrenS。Terson)设计。它只是一份详细的问卷,为受试者提供了包含78个单词的清单,描述不同程度的不适——“刺痛”(stabbing)、“扎痛”(stinging)、“闷痛”(dull)、“一触即痛”(tender),等等。许多词汇都很模糊,或者说没什么区别。谁能分辨“恼人”和“烦人”、“凄惨”和“可怖”呢?出于这个原因,今天的大部分疼痛研究人员采用的是更简单的10分制量表。
整个疼痛体验显然十分主观。我和艾琳·特蕾西在她位于牛津约翰拉德克利夫医院的办公室见了面。她带着一抹“我全都知道”的笑容对我说:“我有三个孩子,相信我,这改变了我对疼痛上限的认识。”特蕾西大概是全牛津最繁忙的人了。除了学院和学术上的诸多职责,我拜访她的时候(也就是2018年底),她刚刚搬了家,才从两趟海外差旅中回来,即将接任默顿学院的院长。
特蕾西的职业生涯致力于理解我们如何感知疼痛,以及如何缓解疼痛。理解疼痛更为困难。她说:“我们仍然不清楚大脑到底是怎样构建疼痛体验的。但我们正在取得很大的进展,我认为,未来几年,我们对疼痛的理解将发生翻天覆地的变化。”
相较于前几代疼痛研究人员,特蕾西的优势是拥有一台非常强大的磁共振成像仪。在她的实验室里,特蕾西和研究团队为了科学的利益,温和地折磨志愿者们:用大头针扎他们,或给他们涂辣椒素(我们在第六章提到过辣椒素,也即史高维尔量表和辣椒辣度背后的化学物质)。让无辜的人产生痛感,是一桩微妙的事情——要真正能感觉到痛,又不能造成严重或持久的伤害(这明显有违道德),但它的确让特蕾西和同事们实时观察到受试者们的大脑怎样应对疼痛。
你大概能想象得到,窥视他人大脑、了解他们什么时候感觉到疼痛,什么时候不诚实,甚至什么时候会对营销手法做出有利的反应,很多人都渴望拥有这样的能力——哪怕只是出于纯粹的商业原因。要是能在法庭上提交疼痛侧写档案作为证据,人身伤害律师恐怕会欣喜若狂。特蕾西似乎带着一缕欣慰的口吻说:“我们还没有达到那种程度,但我们在认识怎样管理和限制疼痛方面,取得了真正快速的进展。这能帮助很多人。”
疼痛体验始于皮肤下面一种专门的神经末梢,名叫痛觉感受器(or,“noci”来自拉丁语单词,意思是“伤害”)的特殊神经末梢。痛觉感受器对三种疼痛刺激做出反应:热刺激、化学刺激和机械刺激,至少,人们普遍认为是这样。值得注意的是,科学家们并未发现对机械疼痛产生反应的痛觉感受器。可以非常肯定地说,当你用锤子敲打自己的拇指,或者用针扎自己的时候,我们并不知道外在之下到底发生了什么。我们只能说,各种类型的疼痛信号都是通过两种不同的纤维传递到脊髓和大脑的,一种是快速传导的A-delta纤维(它们包裹着髓磷脂,故此较为光滑),另一种是传导较慢的C纤维。迅捷的A-delta纤维带给你铁锤击打的剧痛,较慢的C纤维带给你紧随其后一阵阵悸痛。痛觉感受器只对不愉快(或潜在不愉快的)感觉做出反应。正常的触摸信号,比如你的脚踩在地上的感觉,手放在门把手上的感觉,脸颊放在缎子枕头上的感觉,由另一组A-beta神经上的不同受体传递。
神经信号的传递速度不算特别快。光以每秒3亿米的速度传播,而神经信号以每秒120米的速度传播,仅为光速的1250万。尽管如此,每秒120米的速度差不多相当于每小时430千米,大多数情况下还是足以在人体里实现瞬时传导的。即便如此,作为快速反应的辅助手段,我们还有神经反射,也就是说,中枢神经系统可以拦截信号,在将它传递给大脑之前对其做出反应。这就是为什么当你触摸到十分讨厌的东西,大脑还不知道发生了些什么,你的手就缩回来了。简而言之,脊髓不仅是在身体和大脑之间传递信息的一段无动于衷的电缆,更是你感觉器官活跃甚至决定性的一部分。
有几种痛觉感受器是多觉感受器,这就是说,它们可由不同的刺激所触发。这就是为什么辛辣的食物吃起来是“热辣”的。它们以化学方式激活你口腔中对真正的热产生反应的痛觉感受器,你的舌头无法判断两者的差异,就连大脑也有点糊涂。从理性的层面上,它意识到你的舌头并不是真的着火了,但它确实产生了这样的感觉。最奇怪的是,不知怎么回事,如果刺激源是香辣的咖喱,痛觉感受器能让你产生愉悦感,如果刺激源是燃烧的火柴头,痛觉感受器能让你发出尖叫——哪怕这两种刺激激活的是相同的神经。
第一个确认痛觉感受器[3]的是查尔斯·斯科特·谢林顿(CharlesScton,1857—1952),他是现代最伟大又最莫名其妙遭到遗忘的英国科学家之一。谢林顿的人生似乎原样照搬了19世纪的男孩历险小说。他是运动天才,在奇斯特城踢足球,在剑桥大学就读期间参加赛艇队,表现卓越。更重要的是,他是个才华横溢的学生,获得过许多荣誉,所有认识他的人,都对他谦虚的态度和敏锐的智力留下了深刻的印象。1885年毕业后,他在了不起的德国科学家罗伯特·科赫的指导下学习细菌学,而后展开了一段令人眼花缭乱的、丰富多彩又富有成效的职业生涯,在破伤风、工业疲劳、白喉、霍乱、细菌学和血液学方面都做出了开创性的研究。他提出了肌肉的交互神经支配定律,即一块肌肉收缩时,另一块肌肉必然放松——这基本上解释了肌肉的运作原理。
在研究大脑时,他提出了“突触”的概念,并在此过程中创造了这一术语。反过来,这带来了“本体感觉”的概念(谢林顿创造了另一个词),也即身体了解自己在空间中所处方向的能力(就算闭上眼睛,你也知道自己是躺着还是张开双臂,等等)。而本体感觉,又进一步带来了1906年痛觉感受器(提醒你疼痛的神经末梢)的发现。在这一主题上,谢林顿写出了划时代的作品《神经系统的整合动作》(TheIionoftheNervousSystem),就其在本领域的革命性意义而言,足可媲美牛顿的《原理》和哈维的《解剖学研究》。
但谢林顿令人钦佩的品质还不止这些。人人都说,他是一个非常了不起的人:忠诚的丈夫,亲切的主人,令人愉快的伙伴,学生敬爱的导师。他的学生包括怀尔德·潘菲尔德,我们在第四章中介绍过的记忆权威;霍华德·弗洛里,因发明青霉素而获得诺贝尔奖;还有哈维·库欣(Harveyg),日后成为美国顶尖的神经外科医生之一。1924年,谢林顿出版了一本广受赞誉的诗集,连他最亲密的朋友也吃惊不小。8年后,他因为神经反射方面的研究获得了诺贝尔奖。他是英国皇家学会杰出的主席、博物馆和图书馆的捐赠人,还是一位拥有世界一流藏书的藏书家。1940年,83岁的他写了一本畅销书《人性的本质》(ManonHisNature),此书多次再版,并被1951年的英国艺术节评为现代英国百本最佳图书之一。他还在这本书里发明了“魔法织机”(theen)这个短语来比喻意识。可如今,他在专业领域之外几乎完全遭到遗忘,就算是专业领域之内也没多少人记得。