大腦對疼痛的控制與感覺同樣重要

疼痛是一種情感

大力士

丹尼斯·羅傑斯在兩架飛機試圖向相反方向飛走時,將它們穩穩拉住。請勿在家嘗試此特技!

JASON LEE

我們常常是驚嚇多於受傷;我們因想象而受的苦難多於現實.
—盧修斯·安納eus·塞內卡

丹尼斯·羅傑斯是一個謙遜的人。他個子不高。雖然肌肉發達,但他給人的感覺不像你在威尼斯海灘看到的那種肌肉發達的阿諾·施瓦辛格,你可能會期待世界最強壯的人是那種型別。相反,他有一種偉大的汽車修理工身上常見的那種和藹可親的專注——一位能夠單手舉起發動機,同時用另一隻手的指尖擰出火花塞的修理工。就像沒什麼大不了的。羅傑斯曾以赤手空拳阻止兩架美國空軍戰鬥機向相反方向呼嘯而去而聞名,他在 2012 年的 Gardner 聚會上表演過——這是一場紀念《大眾科學》最偉大的專欄作家之一,已故的數學魔術師馬丁·加德納的興趣的會議。演出結束後,我們詢問了羅傑斯他驚人力量的來源,我們驚訝地得知他自己也不知道。休斯頓大學克利爾湖分校的比爾·阿莫內特發現,羅傑斯可以調動異常多的肌肉纖維。但這種能力是由於基因突變造成的嗎?羅傑斯認為另一種可能性更大,那就是他在拉傷肌肉時處理疼痛的方式。

如果羅傑斯沒有超能力的肌肉,而是擁有正常的——儘管鍛鍊得非常好的——身體,而他的能力之所以產生,是因為他比大多數凡人更能忍受疼痛呢?他聲稱自己確實感到疼痛,而且實際上害怕牙醫。事實上,在一次用帶子拉住四輛改裝哈雷摩托車的特技表演中,他咬得太用力,以至於把一顆牙齒從上到下咬裂了。他沒有冒險去看牙醫,而是伸手進口腔,用他老虎鉗般的指尖夾住斷牙,把它連根拔起。


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羅傑斯推斷,與他在牙醫診所——他無法控制施加在他身上的疼痛——不同,他可以直接控制自己施加的疼痛。“我知道它要來了,我對會發生什麼有概念,我可以決定忽略它,”他說。羅傑斯解釋說,當大多數人面對劇烈疼痛時,他們會擔心如果堅持下去會永久性地損害身體,因此他們在真正處於危險之前就停止了。他不會停止,而且極少受到重傷。

也許羅傑斯的肌肉細胞是正常的,他像我們大多數人一樣體驗疼痛,但當他感覺自己能夠掌控時,他會選擇無視疼痛。如果是這樣,他之所以變得強大,不是因為他像超人一樣出生在一個紅太陽的星球上,也不是像 X 戰警一樣在查爾斯·澤維爾的天才少年學校的危險室接受過訓練,而是因為當他有工作要做時,他不在乎疼痛。

錯覺是一種與物理現實不符的感知。那麼,疼痛是否像錯覺一樣,是一種有些人可以決定關閉的心理構建?正如您將在接下來的研究中看到的那樣,疼痛會隨著情緒、注意力和環境的變化而變化,這為疼痛是一種情感的理論提供了支援。這些研究表明,同理心也延伸到疼痛,就像延伸到其他情感一樣,即使受害者是假的陌生人。研究還表明,人們可能會因為錯誤的原因而體驗到疼痛,或者在理應如此時卻未能體驗到疼痛。此外,當疼痛與物理現實脫節時,它也是一種錯覺。

疼痛是相對的

JASON LEE

我們以前的同事,亞瑟“巴德”克雷格是一位疼痛神經科學家,他發現了可怕的“熱烤架錯覺”的神經機制,在這種錯覺中,沒有發生損傷,但感覺好像發生了損傷一樣。把它想象成直接連線到你的疼痛系統的水刑。該裝置由一個烤架組成,其中每個奇數水平管都是冷的(不痛但冷),每個偶數管都是熱的(不痛但很溫暖)。當受試者的手同時放在兩組管子上(冷加熱)時,會產生劇烈的疼痛。這是一種錯覺;手沒有受損,其實際溫度保持不變,因為冷管和熱管在熱力學上相互抵消。這種效應部分發生的原因是來自手部熱灼傷感測器的訊號干擾了來自冷凍感測器的訊號,從而在大腦中產生了一種不平衡且痛苦的灼熱感。但就其本身而言,寒冷和炎熱並不痛苦,因此對傷害的主觀感知是完全錯誤的:沒有損傷,高度疼痛。

克雷格提出了一個革命性的提議,即你的大腦像處理情感一樣處理疼痛。如果你在感恩節晚餐前的年度家庭橄欖球比賽中被擒抱,那會很有趣。但是,在去參加晉升審查的路上穿過公園時,同樣的擒抱,出乎意料地發生,可能會痛得讓你難以忍受:相同的損傷,不同的疼痛。

這會很痛

JASON LEE

當時在倫敦大學學院神經病學研究所的亨裡克·埃爾森和他的同事掃描了受試者的大腦,同時威脅一個看起來附著在參與者身上的假手。前腦島是一個對你的身體意識至關重要的大腦區域,克雷格認為,它對所有情感意識都至關重要,它在大腦成像中像瘋了一樣亮了起來。即使是對假肢的損傷威脅也會引起預測疼痛的大腦活動。

我比你更痛

JASON LEE

在電影《E.T.外星人》中,兄弟埃利奧特和邁克爾透過將妹妹格蒂的洋娃娃的手臂扭到背後,直到格蒂屈服,從而激勵了她。她為什麼會在意?最近,兩個研究小組探索了這個問題,都使用了計算機生成的角色和玩具機器人。梅爾·斯萊特和他在倫敦大學學院的同事讓受試者按照權威人物的命令轉動一個刻度盤。刻度盤的轉動會給一個虛擬角色帶來電擊,虛擬角色似乎對疼痛做出了反應。實驗受試者因施加這種虛構的疼痛而感到巨大的壓力。

阿斯特麗德·羅森塔爾-馮·德·普滕和她在德國杜伊斯堡-埃森大學的研究小組掃描了人們的大腦,當他們觀看玩具機器人恐龍被人類演員虐待的電影時。科學家發現大腦的邊緣區域有明顯的活動,這大概是同理心的基礎。當研究物件觀看人類被虐待的電影時,同樣的區域亮得更厲害。

逆向摩擦

由丹尼斯·羅傑斯提供

羅傑斯經歷過很多次險情。這是其中一次特技表演的後果,在這次特技表演中,一條固定四輛拉緊的摩托車的帶子滑落,帶走了這位大力士的表皮層。羅傑斯立即意識到損傷,但聳聳肩,認為傷勢太輕微,不值得擔心,直到演出結束後再說。

錯覺減輕疼痛

圖片由 ARI HOLLANDER 和 HOWARD ROSE 提供,© HUNTER HOFFMAN 華盛頓大學 www.vrpain.com

嚴重的燒傷患者必須每天拉扯和戳刺他們正在癒合的皮膚,以防止皮膚像保鮮膜一樣收縮,從而最大限度地提高他們的活動能力。華盛頓大學的亨特·霍夫曼、大衛·帕特森和山姆·沙拉爾開發了一款名為雪世界 (Snow World) 的虛擬現實遊戲,燒傷病房中正在接受這種痛苦治療的患者在遊戲中用雪球 BB 槍射擊霜人和他的企鵝爪牙,從而分散注意力。據報道,沉浸在冰凍環境中的虛擬現實比嗎啡更能有效對抗疼痛:大量損傷,低疼痛。

更多探索

你感覺如何?內感受:身體生理狀況的感覺。 A. D. Craig 發表於 Nature Reviews Neuroscience,第 3 卷,第 655–666 頁;2002 年 8 月。

威脅你感覺是你的橡膠手會引發皮質焦慮反應。 H. H. Ehrsson, K. Wiech, N. Weiskopf, R. J. Dolan 和 R. E. Passingham 發表於 Proceedings of the National Academy of Sciences USA,第 104 卷,第 23 期,第 9828–9833 頁;2003 年 6 月 5 日。

斯坦利·米爾格拉姆服從實驗的虛擬重現。 M. Slater, A. Antley, A. Davison, D. Swapp, C. Guger, C. Barker, N. Pistrang 和 M. V. Sanchez-Vives 發表於 PLOS ONE,第 1 卷,第 1 期,文章編號 e39;2006 年 12 月 20 日。

人類對機器人表現出同理心。 Tanya Lewis 發表於 LiveScience;2013 年 4 月 23 日。 www.livescience.com/28947-humans-show-empathy-for-robots.html

Stephen L. Macknik 是紐約州布魯克林州立大學下城醫學中心眼科、神經病學、生理學和藥理學教授。他與 Susana Martinez-Conde 和 Sandra Blakeslee 合著了獲得 Prisma 獎的《Sleights of Mind》。他們即將出版的書籍《Champions of Illusion》將由 大眾科學/Farrar, Straus and Giroux 出版。

更多作者:Stephen L. Macknik

Susana Martinez-Conde 是紐約州布魯克林州立大學下城健康科學大學眼科、神經病學、生理學和藥理學教授。她與 Stephen Macknik 和 Sandra Blakeslee 合著了獲得 Prisma 獎的《Sleights of Mind》,並與 Stephen Macknik 合著了《Champions of Illusion》。

更多作者:Susana Martinez-Conde
SA Special Editions Vol 25 Issue 3s本文最初以“沒有大腦,就沒有疼痛”為標題發表於 SA 特別版 第 25 卷第 3s 期 (), 第 50 頁
doi:10.1038/scientificamericanillusions0816-50
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