幾年前，一位老年男子來到芝加哥庫克縣醫院的急診室，脖子後面有一個大的、疼痛的膿腫（癤子）。當我告訴他需要做一個小手術來切開癤子並引流時，他臉色蒼白，問道：“醫生，這會疼嗎？”我告訴他，如果在任何時候治療過程太疼，他可以告訴我停止——我會停止的。我用非常鋒利的手術刀切開了癤子。他沉默了一會兒。“你什麼時候開始？”他終於問道。“已經結束了，”我說。“你是怎麼做到的？”他回答道。“我什麼都沒感覺到。”
大多數人認為疼痛是由身體損傷或疾病引起的，但心理因素在疼痛感知中起著巨大的作用。就我的老年病人而言，我向他保證治療不會顯著加劇他的疼痛——因為如果疼得厲害他可以讓我停止——這產生了鎮痛效果。此外，減輕這位男士的恐懼使他能夠期待疼痛緩解，而這種積極的期望也減輕了他的疼痛。
心態對疼痛感知的重要性不足為奇。疼痛是受傷的警告訊號，但為了使這種訊號有用，疼痛必須以增加生存的方式影響人類行為。因此，疼痛必須與控制行為和決策的大腦功能緊密相連，包括期望、注意力和學習。透過這些聯絡，腳上的痛苦水泡可以激勵您停止行走或用雞眼墊保護該區域。它也可能教會您購買更舒適的鞋子或將來穿更厚的襪子。
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疼痛資訊與介導動機和學習的大腦中樞之間的相互作用解釋了人的精神狀態對任何損傷所經歷的疼痛程度的強大影響。它解釋了安慰劑效應：即使糖丸沒有藥理作用，對糖丸可以緩解疼痛的期望也會減輕痛苦的程度。相反，如果您確信注射（例如）會非常痛苦，您可能會不知不覺地放大刺痛感。情緒也與痛苦相互作用。例如，抑鬱症患者可能會因其糟糕的精神狀態而感到更多疼痛。事實上，長期存在的疼痛問題（例如頭痛）的惡化通常是抑鬱症的首發症狀，或者至少是首先引起醫生注意的抑鬱症患者的抱怨。
最近的研究正在揭開諸如對獎勵或懲罰的期望、恐懼、壓力和情緒等因素如何以及何時改變感知到的疼痛強度並影響我們日常決策的謎團。這些心理因素中的一些也影響慢性疼痛狀況發生的風險。這項研究不僅揭示了疼痛對我們心理的滲透程度，還可能為更好地控制疼痛和加速從痛苦的傷害中恢復提供更好的方法。
精神勝過物質
在關於疼痛感知的經典觀點中，身體刺激會激發身體外周的疼痛敏感感覺神經元；然後，這些神經元以電訊號的形式傳輸資訊，最終啟用大腦中使我們能夠感知疼痛的部分[參見弗蘭克·波雷卡和西奧多·普萊斯的“當疼痛持續存在時”。但幾十年來，醫生們注意到，人的精神狀態也會顯著影響疼痛感知。
例如，哈佛大學麻醉師亨利·K·比徹在1956年發表的一篇文章中指出，在戰鬥中受傷計程車兵比平民醫院中受類似傷害的患者抱怨的疼痛要少得多。比徹認為，在經歷了戰鬥並即將回家的背景下，受傷的意義與普通生活中受傷的人不同。比徹推測，在戰爭情況下，傷口帶有光榮的內涵，而對疼痛的這種積極看法可以減輕感覺。醫生們長期以來也知道創傷性應激和患者認為是止痛藥的安慰劑的鎮痛作用。
認知和情感影響如何影響我們感受到的痛苦程度？在過去的幾十年裡，研究人員發現了一個位於大腦和脊髓中的迴路，它充當疼痛的音量控制，根據具體情況調整一個人感知到的疼痛量。在 1970 年代初期，加州大學洛杉磯分校的科學家發現，刺激大鼠中腦中的一個小區域會產生顯著的疼痛緩解。當他們透過植入大腦該區域的小電線通電時，齧齒動物將不再對強烈的、組織損傷性刺激做出反應，否則這些刺激會使其尖叫和逃跑。在本年代後期，科學家們表明，患有嚴重慢性疼痛的患者透過電刺激相同的中腦部位，即導水管周圍灰質，可以獲得顯著但暫時的緩解。
從那時起，研究人員繪製了身體疼痛控制迴路的其他部分。它從額葉大腦皮層延伸到下層大腦結構，包括導水管周圍灰質，再到脊髓，在那裡，疼痛敏感神經纖維連線到從身體其他部位傳輸疼痛訊號的神經元。該通路中的神經元合成稱為內啡肽的肽，其藥理特性與強效阿片類藥物嗎啡相同。內啡肽（身體的天然止痛藥）和阿片類藥物（還包括鴉片和海洛因）在沿著該疼痛調節通路上的相同受體（稱為μ阿片受體）處起作用，以產生其鎮痛效果。
偉大的期望
神經科學家們發現，認知對疼痛的影響透過這個調節通路發揮作用。該回路是各種期望效應的通道，包括安慰劑藥丸緩解疼痛的前景。例如，在 2004 年，哥倫比亞大學的神經科學家托爾·D·瓦格納及其同事發現，安慰劑會增加該疼痛控制迴路的活動。內啡肽似乎在傳遞疼痛抑制訊號方面很重要：我和我的同事發現，用藥物納洛酮阻斷μ阿片受體可以消除最近接受手術的患者的安慰劑效應。[有關安慰劑的更多資訊，請參閱 Maj-Britt Niemi 的“心靈的治癒”；大眾科學·心靈，2009 年 2 月/3 月。]
來自我實驗室的最新資料表明，同一迴路也參與其他形式的期望，同時強調了它們對疼痛的影響力。在 2006 年發表的一項研究中，我的研究團隊向志願者展示了在計算機顯示器上生成的顏色提示，就在他們透過貼在手上的金屬探頭暴露於疼痛刺激之前。“低溫”字樣在藍色背景上，隨後是輕微的疼痛熱量，“高溫”字樣在紅色背景上，隨後是更強烈的熱量。之後，受試者被放置在磁共振成像掃描器中，並隨機顯示紅色-高和藍色-低提示，就在應用輕微或強烈的疼痛刺激之前開始。
我們發現，藍色-低溫提示（之前預示著較輕的不適）降低了對強烈刺激報告的疼痛。相比之下，紅色-高溫提示（之前與更大的疼痛相關聯）放大了輕微刺激的不適感。當紅色-高溫提示先於強烈刺激時，疼痛程度最大。已知屬於丘腦和皮層疼痛傳遞系統一部分的大腦部位僅在刺激強度和高疼痛提示同時給予時才被完全啟用。因此，我們經歷的疼痛是我們身體中發生的事情和我們期望的事情的綜合，這取決於我們被告知或以其他方式學到的東西。
我們透過從當刺激強烈且一個人預期更疼痛時被激發的大腦區域的活動中減去當一個人預期較少疼痛時給予的相同疼痛外周刺激激發的大腦區域的活動，從而分離出參與期望效應的大腦區域。最終結果是在皮層和腦幹區域的啟用，我們現在知道這些區域參與疼痛的控制。
除了對疼痛本身的預測之外，對獎勵（例如食物或藥物）的期望也會深刻地影響疼痛強度。在 1984 年的一項經典實驗中，慕尼黑馬克斯·普朗克精神病學研究所的藥理學家 J. Dum 和 Albert Herz 每天在老鼠站在金屬板上時餵食老鼠，金屬板處於室溫。一些老鼠吃了常規的老鼠糧，而另一些老鼠則享用了巧克力餅乾。兩週後，研究人員將老鼠放在盤子上，然後逐漸加熱到疼痛的溫度。先前食用常規食物的老鼠在四秒鐘後對疼痛做出反應；預期會收到巧克力的老鼠忍受熱量的時間是其兩倍。然而，當老鼠接受了一種阻止內啡肽緩解疼痛的藥物時，這些動物將不再等待兩倍的時間來獲得它們的巧克力款待。因此，對食物獎勵的期待已經充當了一種鎮痛劑，有效地提高了老鼠對疼痛的耐受性。
食物、性和其他天然誘惑物——甚至僅僅是對這些樂趣的期待——都會啟用齧齒動物和人類大腦中的獎勵迴路。這樣做時，它們也可以產生疼痛緩解。阿片類藥物的作用進一步表明，獎勵和疼痛緩解具有部分共享的神經基礎。畢竟，這些藥物中最強大的藥物，如嗎啡和羥考酮（奧施康定，一種被廣泛濫用的處方止痛藥），可以緩解劇烈疼痛，但也釋放“快感”——導致其成癮潛力。
痛苦的選擇
疼痛和獎勵在μ阿片受體處相互作用。被設計為缺乏功能性μ受體的小鼠既沒有從嗎啡中獲得疼痛緩解，也沒有獲得獎勵。此外，給予納洛酮（阻斷阿片受體）的大鼠在預期食物獎勵（如巧克力）時不再體驗疼痛抑制。因此，當一個人預期獎勵（如美味的晚餐）時，身體會釋放內啡肽，啟用沿著下行疼痛控制通路的μ受體，並在疼痛訊號進入中樞神經系統時控制疼痛訊號。
一個稱為伏隔核的大腦區域在獎勵訊號和疼痛控制中都起著至關重要的作用。使該區域（包含μ受體）失活會阻止動物體驗娛樂性藥物或天然獎勵（如食物和性）帶來的樂趣。更重要的是，將獎勵性物質注射到該區域可以抑制疼痛反應。
即將到來的獎品抑制疼痛的能力會影響在尋求獎勵和逃避痛苦之間存在衝突的情況下的決策。例如，運動員可能面臨著屈服於身體不適和忍受不適以期贏得比賽或遊戲的選擇。腳上長了疼痛水泡的人可能不得不在休息受傷部位和外出吃披薩和看電影之間做出選擇。此類決定取決於大腦內部的成本效益分析。傷害有多痛苦？您期望從勝利、電影或披薩中獲得多少樂趣？這些期望部分透過疼痛控制迴路影響您的決定。
如果您是一位積極性很高的運動員，或者您期望披薩或電影非常好，那麼您的期望將——透過內啡肽的釋放及其對μ受體的刺激——不僅增強對勝利、食物或電影的預期享受，還會抑制疼痛。總體效果會使您傾向於容忍疼痛以達到您的目標或獎勵。此外，當您參加比賽或前往城鎮時，您實際上會感到疼痛減輕。
同樣，預期巧克力的老鼠會下意識地“決定”忍受熱盤子的疼痛以獲得巧克力，這既是因為它們期望巧克力味道鮮美，也是因為僅這種期望就減輕了它們的疼痛。這種對疼痛-獎勵衝突的解決可能具有生存價值。動物通常必須忍受疼痛才能擊退食物或理想配偶的競爭對手。
預期獎勵的鎮痛特性與安慰劑效應一致。如果緩解疼痛是一種獎勵，那麼安慰劑藥丸就是即將到來的獎勵的跡象，從而導致疼痛抑制。因此，對緩解的期望變成了自我實現的預言。相反，預測疼痛具有相反的效果，放大疼痛傳遞通路中的活動並導致更大的疼痛感知。
對從痛苦傷害中康復的積極期望可以導致從這些傷口中更快地實際康復。在 2009 年，多倫多大學的流行病學家 J. David Cassidy 及其同事報告說，在 2,335 名遭受交通事故相關的揮鞭傷（這是頸部疼痛的主要來源）的薩斯喀徹溫省居民中，那些期望能夠康復到足以重返正常工作崗位的人報告說，他們的康復速度比那些不太樂觀的人快 42%。之前的研究也表明，對於腰痛患者，對康復的期望始終與重返工作崗位有關，這表明一個人對未來的看法會強烈影響疼痛對其生活的影響程度。
規避危險
除了對康復或獎勵的期望外，危險感也可以抑制疼痛。包括威斯康星大學密爾沃基分校的心理學家弗雷德·J·赫爾姆施泰特和加州大學洛杉磯分校的邁克爾·S·範瑟洛在內的研究人員表明，大鼠在捕食者存在時或當大鼠處於引發恐懼的環境中時（因為，例如，它們以前在其中經歷過疼痛刺激）不會對疼痛刺激做出反應。納洛酮阻斷了恐懼對大鼠的這種鎮痛作用，表明迫在眉睫的危險的存在透過釋放內源性阿片類藥物來抑制疼痛體驗。
人們在嚴重創傷期間或之後（例如，交通事故或戰場或運動比賽中的事件）通常不會感到疼痛。產生急性組織損傷的情況可能意味著持續的危險，因此會在人和動物身上釋放恐懼或急性應激。由此產生的疼痛抑制可能使人或動物能夠在被痛苦束縛之前到達安全地帶。
儘管急性應激可以抑制疼痛，但如果應激持續並變成慢性應激，疼痛通常會加劇。壞心情也可能加劇疼痛。例如，患有抑鬱症的人可能更容易受到疼痛的影響或對疼痛的耐受性更差。2007 年對 131,500 名加拿大人進行的一項研究表明，在慢性疼痛患者中，11.3% 的人患有重度抑鬱症，而沒有經歷慢性疼痛的個體中只有 5.3% 的人患有重度抑鬱症。疼痛可能是令人沮喪的，抑鬱症本身也被認為會影響疼痛感知。與抑鬱症相關的神經化學變化（如神經遞質血清素和去甲腎上腺素的消耗）可能會降低下行疼痛通路內的正常抑制或增加促進作用。
此外，災難化，或將疼痛解釋為難以忍受且可能惡化，往往會加劇疼痛體驗。在標準問卷中對災難化評分高的患者在手術後往往會經歷更嚴重的疼痛，並且對實驗誘發的疼痛表現出比在問卷中評分低的患者更高的敏感性。災難化可能會透過使人專注於疼痛並對其附加額外的情緒來加劇疼痛。在 2004 年發表的一項研究中，密歇根大學安娜堡分校的風溼病學家丹尼爾·J·克勞及其同事測試了 29 名纖維肌痛患者的災難化傾向，然後測量了他們對拇指指甲鈍壓的大腦反應。他們將疼痛災難化與大腦區域（與疼痛的預期、對疼痛的注意力和疼痛感知的的情感方面有關）的活動增加聯絡起來。
各種形式的心理困擾都會增加一個人患上疼痛綜合徵的風險。在 2007 年發表的一項研究中，北卡羅來納大學教堂山分校的神經生物學家威廉·麥克斯納及其同事跟蹤了 244 名最初無痛的女性長達三年，以瞭解誰患上了顳下頜關節紊亂症（一種以持續性頜骨疼痛為特徵的疾病），以確定預示其發展的特徵。他們將抑鬱和感到壓力等與患上該疾病的機率增加兩到三倍聯絡起來。在早期的工作中，華盛頓大學的科學家將軀體化（一種報告的症狀數量超過身體損傷預期的趨勢）與該疾病的發病率增加一倍以上以及五年後改善程度較低聯絡起來。
告別疼痛
對疼痛心理學的研究可能會為幫助人們克服或應對由傷害、醫療治療或疾病引起的疼痛（無論是輕微的還是嚴重的）提供新的方法。目前，對介導獎勵和疼痛緩解相互作用的大腦回路的日益瞭解已開始為將藥物的成癮潛力與其止痛能力分離的策略提供線索。這些發現可能會帶來有效的止痛藥，其成癮性遠低於阿片類藥物。
此外，瞭解情緒、期望和其他心理因素對疼痛的強大影響對於幫助朋友、患者或親人應對疼痛非常重要。告訴疼痛中的人們關於做得好的人的情況通常可以減輕他們的痛苦和不適，而告知他們其他患有類似症狀的嚴重疾病的人的情況很可能會加劇他們的痛苦。
醫生應該注意情緒相關因素，如抑鬱症或慢性應激，這些因素可能會助長患者的疼痛。他們還需要仔細詢問患者或以其他方式評估他們對其不適的期望。如果患者過於悲觀，醫生可以透過提供更準確的資訊來安慰他或她，就像我對治療膿腫的那位男士所做的那樣。最終，對心態對疼痛影響的新理解有望徹底改變我們治療疼痛的方法。
注：本文最初的印刷標題為“疼痛心理學”。