自1664年法國哲學家和物理學家Rene Descartes最初認為大腦負責體驗疼痛以來，世界已經發生了很大的變化。然而，一個關鍵問題仍然存在。人類的大腦是如何感知疼痛的？特別是熱痛，即做飯時接觸到明火或熱鍋時感受到的疼痛。凱斯西儲大學醫學院神經科學系的研究人員認為他們有了答案；灼痛是由脊髓神經元和一個信號通路組成的神經迴路感知的。
因為它可能涉及相同的信號通路，他們認為他們目前的發現可能會導致更有效地治療慢性病理性疼痛，如射痛、刺痛和灼痛。該研究已發表在《神經元》雜誌上。
“我們知道，對我們皮膚的熱、冷、壓力和瘙癢的刺激會在大腦中產生適當的感覺。然而，脊髓中編碼熱信號的神經元並不清楚，”研究主要作者、醫學院博士后王洪生說。“我們的研究確定了熱感覺所需的脊髓中的一組神經元。我們還發現一個信號通路有助於由炎症或神經損傷引起的熱過敏。”
我們所做的一切，包括我們如何感知我們周圍的世界，我們如何移動我們的身體，以及我們如何感受感覺，都是由大腦控制的。神經元，即作為信使在大腦和神經系統之間傳遞信息的細胞，參與了這一過程。通過複雜的電路，神經元與身體的其他部分進行溝通。
研究小組通過分析小鼠模型和它們對加熱板的反應，研究了脊髓中的神經元及其在熱痛中的作用。在這一過程中，研究小組發現了一類”新的”或新發現的脊髓神經元（稱為ErbB4+）的激活，該類神經元處理通往脊髓的熱信號。
他們想進一步研究這些神經元是否專門負責熱痛。有幾種方法可以測試這一點，包括破壞ErbB4+神經元。
研究人員表達了一種專門針對ErbB4+神經元的毒素。一旦神經元被破壞，對熱痛的反應就會受損。這表明，ErbB4+神經元與熱痛的感覺方式有特別的聯繫，當被破壞時，疼痛的感覺並沒有減少。
該小組還研究了神經谷蛋白1（NRG1）的作用，這是一種參與許多細胞功能的蛋白質。他們發現，NRG1及其受體酪氨酸激酶ErbB4（通常被稱為NRG1信號）也參與了熱痛的感覺。
“疼痛是我們都經歷過的一種感覺。對我們大多數人來說，疼痛是暫時的，”醫學院神經科學系教授兼主任、研究報告通訊作者林梅說。“然而，對於病理性疼痛的患者來說，疼痛體驗是無止境的，幾乎沒有緩解的希望。科學家們一直認為這是神經元活動失調的結果。”
林梅說，他們的研究表明，病理性疼痛可以通過注射ErbB4+抑製劑或NRG1中和肽來減少。這些發現的應用可能超出了病理性疼痛的治療範圍。
林梅說：“NRG1和ErbB4都是許多大腦疾病的風險基因，包括嚴重抑鬱症和精神分裂症。需要進一步研究，以顯示熱痛和病理性疼痛的機制是否也在那些有腦部疾病的人所經歷的不同類型的疼痛中起作用。”