腦聲常談：如何使用熱板測痛儀來研究動物疼痛共情行為？

為了深入研究齧齒動物的痛覺共情機制，我們提出三個問題：

(1)齧齒動物的痛覺同理心是否存在物種差異？

(2)除了社交時，社交後疼痛共情還能堅持嗎？

(3)負責疼痛共情的大腦中樞在哪裡？

為了回答以上問題，我們將成對的籠養老鼠放在透明的有機玻璃盒子裡進行自由接觸（社交）。一隻大鼠接受皮下注射蜂毒誘導持續性縮爪（痛覺組），另一隻大鼠在一旁觀看（觀察組）。30分鐘後，觀察組分別評估熱刺激縮爪潛伏期、機械刺激縮爪閾值和皮下注射蜂毒誘導的持續性自發縮爪次數（場景和線索移除後30分鐘）

本實驗以單獨飼養的大鼠和不同籠舍飼養的陌生大鼠為對照組。

結果：（1）與上述人群偏好族內群體和小鼠偏好同籠同伴的特點相似，大鼠只有在觀察到其熟悉同伴（同籠）的痛覺刺激後才對痛覺產生共情，而對同種陌生大鼠的痛覺沒有共情。同籠觀察組大鼠雙下肢機械痛閾值下降約40%~50%，但

熱刺激反射潛伏期不變

。與對照組相比，籠養觀察組大鼠皮下注射蜂毒後持續自發縮足反射次數明顯增加。

熱板測痛儀，上海欣軟，型號：XR1700

（2）與對照組相比，同籠觀察組大鼠皮下注射蜂毒誘導的脊髓背角

c-Fos蛋白陽性神經元數量明顯增多

。

（3）雙側mPFC化學損傷後，同籠觀察組大鼠的痛覺同理心消失，但化學損傷雙側杏仁核覆合體或雙側嗅區皮質（嗅區皮質-齒狀回-CA3-CA1通路是海馬的主要皮質傳入神經源）對同籠觀察組大鼠的痛覺同理心無影響，提示大鼠的痛覺同理心啟用mPFC，然後透過其

向下易化機制啟用脊髓背角痛覺感受細胞的活動，導致脊髓損傷

。mPFC參與介導大鼠痛覺移情的發現，將有助於進一步研究以mPFC為靶區的ACC、前邊緣前皮質（PrL）和下邊緣皮質（IL）的功能性傳入和傳出連線體，最終揭示大鼠痛覺移情的神經迴路。

透過比較大鼠和小鼠的結果，我們認為蘭福德工作的缺點是：

（1）他們只研究了小鼠在與同伴交流時的現場疼痛共情反應，並沒有觀察到這種疼痛共情反應是否發生在社會化後，也不清楚這種疼痛共情反應能持續多久；

（2）他們只研究了疼痛共情的行為反應，沒有觀察到脊髓疼痛易化的生物學基礎，更沒有探索到介導疼痛共情的腦中樞。我們實驗室的新觀察發現，大鼠在與同伴交流30分鐘後即可發生疼痛共情反應，在

改變情境、去除線索的情況下可持續5小時左右，提示疼痛共情反應可能不僅是初級知覺共情(情緒傳染)，還涉及高階智力共情(學習記憶、認知評價)的智慧過程

（未發表資料）。

再者，我們觀察到，當面對同籠雌鼠和陌生雌鼠時，雄鼠只有在同籠雌鼠遭受痛苦時才有痛苦共情，而對陌生雌鼠沒有共情反應，這再次提示與環境的密切接觸是痛苦共情的社會基礎（未發表資料）。

實驗測試後，同期評價“大鼠共情關鍵腦區的發現非常重要，為今後

進一步研究疼痛共情的腦機制打開了一扇窗，為共情的進一步研究提供了生物-社會-心理-行為實驗動物模型”

。

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