赫爾姆霍茲協會（MDC）馬克斯·德爾布魯克分子醫學中心（Max Delbrueck Center for Molecular Medicine）發現了冷受體失活對感知溫暖至關重要。
赫爾姆霍茲協會（MDC）馬克斯·德爾布魯克分子醫學中心（Max Delbrueck Center for Molecular Medicine）發現了冷受體失活對感知溫暖至關重要。
有椎管內麻醉經歷的人會說，麻藥起效後能感覺到一股暖流從腰湧至腳指。為什麼神經麻醉會讓人產生暖意呢？答案可能寫在最近發表的一篇《Neuron》文章中。
MDC的神經學家Ricardo Paricio-Montesinos說，當我們用手端起一杯熱水，我們很快就能感受到它的溫暖，此時我們的神經元不僅有被激活的，也有被失活的。之前我們只知道激活通路，我們的實驗表明，如果沒有第二種類型的神經元我們要麼需要更長時間去感受溫暖，要麼根本感覺不到變暖。
Paricio-Montesinos等人發表在《Neuron》雜誌上的新文章挑戰了非痛覺溫度感知的主要模型。
自19世紀末以來，神經科學家們建立了一個理論，認為只有通過特定的「標記」路線暖感或冷感才能從從皮膚傳遞到大腦。雖然在人類和靈長類動物身上已經有了一些證據，但發現很難證明這個理論。
MDC體感分子生理學實驗室負責人Gary Lewin教授與MDC神經迴路和行為實驗室負責人James Poulet博士合作研究老鼠的非痛覺溫度感知。「溫度仍然是一種神秘的感覺，」 Poulet說。「尤其是與視覺、觸覺或聽覺相比，它的研究非常不足。」
老鼠感知非疼痛性溫度變化的能力還沒有被仔細研究過。通過一系列的行為學研究，他們發現老鼠能像人類一樣敏銳地察覺到溫度的變化——通過前爪試探然後舔飲水機裡1攝氏度升溫和0.5攝氏度降溫的水。
「這是第一次，我們可以證明老鼠基本上和我們一樣能感到溫暖和涼爽，」Lewin說。「甚至它們的閾值與人類完全相同。」
意外的是，研究人員阻斷了過去被認為與暖感有關的神經通路，老鼠仍然能感知2℃的升溫，顯示感知能力減弱，但沒有消失。表明這些路徑是有用的，但不是感知溫暖所必需的。相反，當關閉trmp8基因阻斷與冷感相關的通路時，小鼠反而無法感知暖感了。
「我們真的很驚訝，」Lewin實驗室的聯合第一作者Frederick Schwaller博士說。「我們最初準備把這些trmp8基因阻斷老鼠作為對照組的，卻偶然得到了更重要的發現。」
經過對前爪神經細胞的仔細觀察，研究人員發現了兩件事。首先，沒有一種神經細胞是專門用於溫感的。相反，他們發現大多數神經細胞在溫度改變和鈍器壓力下發出電信號。
「這真令人費解，」Lewin說。「神經系統如何判斷神經元的活動是由於熱、冷還是機械力？」
答案在於研究小組發現的第二件事：一群神經細胞總是在27℃基準溫度下放電。隨著溫度升高，這些細胞的活性降低。失活似乎是關鍵。
研究小組推測，老鼠之所以能夠探測到溫暖，是因為一組神經元增加了活動，而冷感神經元減少了活動。兩個相反方向的信號共同促進一種模式，將「溫暖」傳遞給大腦。這與冷的感受截然不同，遇冷時所有神經元都會增加活動，所以模式都是朝著同一個方向發展的。
Lewin說：「兩種神經元幫助老鼠更容易明確哪種是變暖，哪種是降溫。」
當冷途徑被阻斷時，冷細胞沉默，沒有任何活動傳遞給大腦。研究人員得出結論，如果沒有這種信號沉默模式，老鼠就不會感覺到溫暖。
研究人員預計，因為我們與老鼠有相同的受體和神經，可以將信息從皮膚傳遞到脊髓和大腦，人類的情況可能與實驗老鼠類似，但需要進一步的研究來確認人類是否會表現出同樣的模式，並確定這些信號在大腦或脊髓中的比較位置和方式。
參考文獻
The sensory coding of warm perception