聲音能不能減輕疼痛？如果能，聲音發揮鎮痛作用的神經機制又是什麼？日前，中國科學技術大學生命科學與醫學部張智教授團隊、美國國立衛生研究院劉元淵教授團隊以及安徽醫科大學陶文娟副教授團隊合作在《科學》雜誌上發表論文，揭示了聲音鎮痛的關鍵因素及神經機制。
聲音通過降低大腦聽覺皮層中投射到丘腦的神經元（綠色和品紅色）的活動，減少了小鼠的疼痛。
早在1960年，《科學》雜誌就曾發表過一篇論文：在牙科手術過程中，音樂能夠調控病人的情緒。甚至噪聲，例如手術電鑽的聲音，也能夠產生鎮痛效果。然而半個多世紀以來，聲音可以減輕疼痛的關鍵因素，以及聲音如何影響我們的大腦從而減輕疼痛的神經機制，尚不清楚。
此次研究中，研究人員首先給爪子發炎的小鼠播放3種不同類型的聲音，分別是舒緩的音樂、不協調的音符以及白噪音。結果發現，這3種聲音在低強度（大約是耳語的水平）播放時，都能夠有效緩解小鼠的疼痛，而在高強度播放時則無明顯的鎮痛效果。
有研究假說認為聲音的鎮痛效果可能與治療環境密切相關。因此，研究人員又將小鼠放置在不同強度背景聲音的環境中，發現高出環境噪聲約5分貝的聲音能夠有效緩解小鼠的疼痛。至此，研究人員建立了聲音鎮痛的小鼠模型。
“令人驚訝的是，對小鼠而言，聲音與環境噪聲之間微弱的聲強差，對聲音的鎮痛作用至關重要，而不是聲音的旋律。”該論文第一作者、中國科學技術大學生命科學與醫學部特任副研究員周文傑博士說。
那麼，聲音發揮鎮痛作用的神經機制又是什麼？
聽皮層是聲音處理的最高級大腦中樞，會對聽到的聲音進行精細分析。研究人員利用病毒作為神經示蹤劑，對小鼠的聽皮層輸出進行了全腦追蹤，發現了聽皮層神經元大量投射到軀體感覺丘腦（負責接收來自身體的感覺信號，包括疼痛），並發現低強度的聲音能夠抑制這種投射。
“研究結果表明，低強度的聲音通過抑制聽皮層到軀體感覺丘腦的神經投射，進而起到緩解疼痛的作用。”周文傑說，這就是聲音鎮痛的皮質丘腦迴路。然而，除聲音強度外，聲音的旋律對人類感知疼痛的作用還需要進一步研究。
針對此項研究，《科學》雜誌做了專文評述，指出“通過創建一個研究機制基礎的模型，為音樂/聲音引起鎮痛的研究開闢了新的方向”。