疼痛or瘙痒？《神经元》描述了这一方面的新蓝图

当你碰到热炉子时，你的手会本能地抽离；如果你错过了梯子上的一个横档，你会本能地抓住自己。这两个动作都只需几秒钟，无需事先考虑。

索尔克研究所的研究人员最近绘制了一张脊髓细胞的物理组织图谱，有助于解释这些关键的“感觉动作反射”。

2020年11月11日的《Neuron》杂志发表了他们的新蓝图，可能会使人们更好地理解感觉运动系统发育，以及为什么会出现慢性瘙痒和疼痛。

“在这个系统的外围进行了很多研究，研究皮肤和肌肉中的细胞如何产生信号，但我们不知道这些感觉信息一旦到达脊髓后是如何被传输和解释的，”索尔克的分子神经生物学实验室教授Martyn Goulding说。“现在我们给了有关这个系统的一个新理解。”

反射性行为——甚至在新生婴儿身上也能看到——被认为是最简单的运动基础。但是反射必须迅速地将感知触觉、热和疼痛刺激的感觉神经元的信息传递给运动神经元，从而使肌肉采取行动。对于大多数反射，感觉神经元和运动神经元之间的连接由脊髓中的中间神经元介导，它们充当某种“中间人”，从而通过绕过大脑来节省时间。这些中间人是如何组织起来编码反射行为的，目前还不清楚。

Goulding团队开发了一套分子工程工具来研究小鼠的这些脊髓反射的组织。当它们第一次对触痛做出反应时，它们会对触痛做出反应。然后，他们通过单独打开和关闭中间神经元来探究中间神经元的功能，并观察由此产生的反射行为是如何受到影响的。

“我们发现，每一个感觉运动反射都是由同一物理空间中的神经元定义的，”博士后研究人员Graziana Gatto说，他是这篇新论文的第一作者。“在同一个地方的不同神经元，即使它们有非常不同的分子特征，也具有相同的功能，而位于脊髓不同区域的更相似的神经元负责不同的反射。”

脊髓最外层的中间神经元负责在感觉细胞和运动细胞之间穿梭与瘙痒有关的反射信息。更深层的中间神经元传递疼痛的信息，例如，让被针触到的脚移动。最深层的中间神经元帮助小鼠反射性地保持平衡，稳定身体以防止摔倒。但是在每个空间区域内，神经元有不同的分子特性和特性。

“为了生存，这些反射性行为必须非常强健，”Goulding说。“因此，在每一个区域中有不同种类的中间神经元，它们对特定的反射起到了促进作用，这就为系统增加了冗余。”

通过证明脊髓内每种中间神经元类型的位置比细胞的发育起源或遗传特性更重要，研究小组测试并证实了关于这些反射系统如何组织的现有理论。

现在他们已经知道了构成这些不同反射通路的内部神经元回路的物理结构，研究人员正在计划未来的研究，以揭示信息是如何传递的，以及每个空间内的神经元如何相互作用。这些知识现在正被用来探索躯体感觉系统的病理变化是如何导致慢性瘙痒或疼痛的。在随后的一篇论文中，Goulding与匹兹堡大学的Rebecca Seal合作，绘制了产生不同形式慢性疼痛的神经元组织图。