嬰兒如何體驗疼痛的奧秘

我們可能低估了嬰兒在壓力下感受到的痛苦程度

以下文章經許可轉載自對話,這是一個報道最新研究的線上出版物。

在20世紀80年代之前,臨床醫生實際上是在新生兒身上進行手術,沒有給他們麻醉劑或止痛藥。這並不是因為他們認為嬰兒完全沒有感覺疼痛的能力。而是他們不知道新生兒能感受到多少疼痛,並且擔心藥物可能太危險,不值得使用。


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幸運的是,我們今天掌握了更多資訊。由於嬰兒無法告訴我們他們有多痛,科學家們發明了幾種巧妙的方法來試圖弄清楚他們的感受。但是,我們仍然有很多不瞭解的地方。而我們的新研究,發表在《當代生物學》上,表明我們可能低估了嬰兒在壓力下感受到的痛苦程度。

進展相對緩慢的原因是,長期以來,沒有一種公認的可靠方法來衡量嬰兒的疼痛感知。只是在過去的幾十年裡,科學家們才越來越努力地做到這一點——而結果可能適用於其他無法溝通的人。

第一個線索來自20世紀80年代早期的動物模型。這些模型表明,感知疼痛事件所需的神經系統內的結構和功能連線從出生時就存在。然而,我們仍然不知道這些連線是否足夠成熟,足以讓嬰兒以與成人完全相同的方式體驗疼痛。

與此同時,臨床研究人員開始探索測量人類嬰兒疼痛的方法。在進行疼痛的程式後,例如用於血液測試的足跟採血(很像成人血液測試中使用的手指採血),嬰兒表現出幾種明顯的反應。這些反應包括生理方面(心率或呼吸的變化)和激素方面(釋放“應激激素”皮質醇)以及行為方面(哭鬧或做鬼臉)。

該領域的廣泛研究表明,應結合這些測量方法評估嬰兒疼痛,從而開發出新生兒臨床疼痛評分系統,例如早產兒疼痛量表

大腦中的疼痛

該領域的另一個重大進展來自倫敦大學學院的菲茨傑拉德實驗室,該實驗室不再僅僅使用行為和生理反應的觀察來測量疼痛。相反,它轉向了大腦。我們知道疼痛的感知是由中樞神經系統產生的,因此這些研究人員旨在直接測量負責疼痛感覺的神經元(腦細胞)的活動。

為了做到這一點,他們使用了無創測量方法,如肌電圖(EMG)和腦電圖(EEG),這些方法測量肌肉和腦細胞在疼痛事件後產生的電活動。這種方法的優點是客觀和定量,因為它不依賴於觀察評分。

這些研究證實,嬰兒確實會在大腦中處理疼痛,但他們隨著年齡增長,體驗有所不同。首先,該實驗室記錄了脊髓反射——例如旨在保護身體免受有害刺激的退縮反射——並發現早產兒對感覺刺激比年長的嬰兒更敏感。他們讓嬰兒反覆接受無痛的觸控,發現年幼的嬰兒在受到比年長的嬰兒更輕的觸控後會移動他們的肢體。事實上,年長的嬰兒習慣了反覆的觸控,最終停止移動他們的肢體。

他們還發現,早產兒對疼痛和無痛的觸控都會做出全身運動的反應。在年長的嬰兒(足月齡,約40周)中,這成熟為更有目的性的刺激肢體退縮,變得更特定於疼痛,而不是任何觸控。

重要的下一步是記錄大腦中的活動,這是疼痛感知發生的地方。他們使用腦電圖(EEG)完成了這項工作,腦電圖使用放置在頭皮上的電極來跟蹤和記錄腦電波。他們發現,早產兒表現出大量的腦活動爆發,就像早期的反射一樣,這些爆發並非特定於疼痛(簡單的敲擊可能會產生與足跟採血類似的效果)。接近正常足月齡(提前幾周),嬰兒更有可能表現出清晰的疼痛特異性腦電波,類似於在成人中看到的腦電波。

然而,雖然這是對疼痛事件發生後神經系統中發生的事情的直接解讀,但你不應該認為這是嬰兒感受的直接反映。這是因為疼痛的感覺需要一個情感成分以及感覺部分,儘管我們可以測量感覺方面,但我們無法測量或假設新生兒的情感處理。

壓力和疼痛

在我們最新的研究中,我和我在菲茨傑拉德實驗室的同事專注於壓力和疼痛。許多嬰兒由於必要的臨床程式而經歷生理壓力。例如,住院嬰兒通常每天需要進行多次疼痛的程式作為他們護理的一部分,而那些沒有經歷疼痛程式的嬰兒也可能會將諸如稱重或嘈雜的聲音(警報)等事件視為壓力。

我們首次在一次臨床需要的血液測試中同時測量了疼痛和壓力。在56名住院新生兒中,在血液測試後測量了與疼痛相關的腦活動和行為反應,同時使用唾液中應激激素(皮質醇)的濃度和心率模式測量了嬰兒的背景壓力水平。

結果表明,對於沒有壓力的嬰兒,疼痛的程式通常會導致大腦活動和行為的協調增加,以面部表情的形式表現出來。壓力較大的嬰兒在疼痛程式後大腦中會產生更大的反應,但重要的是,這不再與行為變化相匹配。換句話說,壓力大的嬰兒的大腦中可能存在強烈的與疼痛相關的活動,但你無法僅透過觀察他們的行為來判斷這一點。

由於壓力水平升高會增加與疼痛相關的大腦活動量,因此很明顯我們應該監測和控制住院嬰兒的壓力水平。壓力大的嬰兒可能看起來對疼痛沒有反應,儘管他們的大腦仍在處理疼痛。這種現象已經在早產兒身上觀察到,他們有時會“麻木”並在不知所措時變得沒有反應。但這並不意味著他們沒有經歷任何事情。重要的是,這意味著醫生和護士可能會低估他們的疼痛。

考慮到它的巨大重要性,我們對新生兒的實際感受知之甚少似乎令人驚訝。值得慶幸的是,研究正在以驚人的速度解開這個謎團。

本文最初發表於對話。閱讀原文

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