科學通報｜中科院心理所孔亞卓團隊綜述氣味調控疼痛感知的行為及神經機制

近日，中國科學院心理研究所孔亞卓研究員團隊在《科學通報》上發表了題為“氣味調控疼痛感知的行為及神經機制”的綜述文章，系統梳理了氣味調控疼痛感知的行為學與神經機制研究進展。該文章以疼痛體驗的“感知-辨別”與“情感-動機”兩個維度為理論框架，評估了氣味在臨床與非臨床情境下對個體疼痛感知的調節效果；并進一步結合腦成像研究成果，從神經機制層面闡釋氣味影響疼痛的潛在通路，提出了兩條可驗證的神經通路模型：一是基于情緒與獎賞的通路，二是基于注意機制的通路。

該綜述不僅能深化疼痛處理過程中多感官交互機制的理論知識，也為開發非藥物鎮痛策略提供了新思路，有望為藥物敏感或存在用藥禁忌的疼痛患者提供替代性治療選擇。

研究背景

據研究顯示，全球近五分之一的成年人患有持續性或慢性疼痛，受急性疼痛困擾的人群數量則更為龐大。相較于傳統藥物治療，采用非藥物干預手段（如認知行為療法、正念冥想、音樂療法等）通常表現出更低的成癮和副作用風險以及更具成本效益的優勢。在這些多感官、非藥物的干預途徑中，鑒于嗅覺系統與情緒處理、痛覺系統在遺傳機制及神經加工上的密切關聯，由氣味介導的疼痛感知調控及其臨床轉化應用受到越來越多的探索。分子生物學研究提示，痛覺與嗅覺在遺傳機制上共享部分調控通路。有 26個基因在人類嗅球中表達的同時也與疼痛調控相關。SCN9A (sodium voltage- gated channel alpha subunit 9) 基因編碼的電壓門控型鈉通道Nav1.7在痛覺受體和嗅覺神經元中均有表達，且該通道的異常可導致個體痛覺與嗅覺敏感性的同步改變。此外，嗅覺與痛覺在神經加工層面也存在顯著的功能重疊。研究表明，處理這兩種感官信息共同涉及包括杏仁核、腦島（前、中、后部）、眶額皮層、頂葉以及丘腦區域（圖1 ）。

圖1嗅覺與痛覺加工腦區

紅色區域表示疼痛加工特異性腦區, 藍色區域表示嗅覺加工特異性腦區, 橙色區域表示痛覺與嗅覺加工共同涉及的腦區. ACC, 前扣帶皮層; Amy, 杏仁核; Ento, 內嗅皮層; Hipp, 海馬; OFC, 眶額皮層; PAG, 中腦導水管周圍灰質; PC, 梨狀皮層; PFC, 前額葉皮層; RVM, 延髓頭端腹內側區; S1, 初級軀體感覺皮層; S2, 次級軀體感覺皮層(使用BioRender.com制圖)

氣味調控疼痛感知的行為學證據

從行為學研究層面來看，氣味刺激對痛覺在感知-辨別維度（疼痛強度、疼痛閾限）和情感-動機維度（疼痛不愉悅度、疼痛耐受）的調控存在明顯的維度特異性。現有研究表明，氣味對疼痛感知-辨別維度的調控結果較不一致。部分研究發現，不愉悅氣味會增加疼痛強度感知，而愉悅氣味會降低疼痛強度，然而，也有研究顯示氣味對疼痛強度無顯著影響或得到相反結論。在疼痛閾限方面，多數研究表明氣味對個體的疼痛閾限無明顯影響，但長期的嗅覺訓練可能通過改善情緒降低個體疼痛敏感性。相反，當前研究較為一致地反映了氣味刺激對疼痛不愉悅感知的調控，具體而言，個體在愉悅的氣味條件下傾向于感受到較低的疼痛不愉悅體驗，在不愉悅的氣味條件下則感受到較高的疼痛不愉悅體驗，且這一調控效應存在于多種疼痛類型與情境中。

前人研究通過分離氣味刺激的情緒與注意效應后發現，氣味的效價并不影響疼痛強度感知，而受試者對氣味的注意則可降低疼痛強度感知。該結果進一步解釋了當前氣味調控疼痛強度的行為學研究結果的異質性。值得一提的是，氣味刺激常伴隨快速且強烈的情緒喚起，分離氣味帶來的情緒和注意效應可能比較困難。

氣味調控疼痛感知的神經機制

神經機制層面，本文結合現有腦神經機制研究提出并探討了氣味刺激對疼痛感知調控可能的兩條神經機制通路，進一步解釋了行為學的研究結果。其中一條通路是情緒與獎賞神經機制通路，氣味刺激通過杏仁核和腹側紋狀體主導的情緒及獎賞加工腦區參與改變疼痛上行內側通路和下行抑制通路激活，從而調控疼痛感知的不愉悅體驗；另一條是注意神經機制通路，氣味刺激作用于前腦島，協同額頂注意網絡參與改變疼痛上行外側通路和下行抑制通路的激活，從而調控主觀疼痛強度感知（圖2）。值得注意的是，有部分研究認為通過情緒調節個體的疼痛感知不會涉及疼痛的下行抑制通路，未來研究可以結合腦脊同步磁共振成像技術，直接驗證氣味刺激的情緒調節效應是否能到達脊髓層面，從而為其是否參與下行通路機制提供關鍵實驗證據。

圖2氣味調控疼痛的神經機制

(a)氣味調控疼痛的情緒與獎賞機制; (b)氣味調控疼痛的注意機制. 紅色區域表示處理疼痛加工特異性腦區, 藍色區域表示處理嗅覺加工特異性腦區, 橙色區域表示痛覺與嗅覺加工共同涉及的腦區. ACC, 前扣帶皮層; aIns, 前腦島; Amy, 杏仁核; NAc, 伏隔核; OFC, 眶額皮層; PAG, 中腦導水管周圍灰質; PC, 梨狀皮層; PFC, 前額葉皮層; RVM, 延髓頭端腹內側區; S1, 初級軀體感覺皮層; S2,次級軀體感覺皮層; SPP, 上頂葉(使用BioRender.com制圖)

中國科學院心理研究所孔亞卓研究員為本文的通訊作者，在讀碩士生陳瑩為本文的第一作者。相關研究得到了國家自然科學基金專項項目（ 82441056 ）的資助。

文章信息

陳瑩，郭錦輝，周雯，等.氣味調控疼痛感知的行為及神經機制. 科學通報, 2026.

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