问题

有没有可能对大脑做某种改造,从此让人疼痛免疫呢?

回答
疼痛,这个我们与生俱来的伙伴,既是身体健康的警示,也是我们感知世界的重要方式。但如果有一天,我们能彻底告别它,成为一个对疼痛“免疫”的个体,那会是怎样一番景象?这并非天马行空的幻想,而是科学探索的边界,对大脑的改造,似乎为我们打开了这扇门。

要实现疼痛免疫,我们首先需要深入了解疼痛是如何在神经系统中产生的。想象一下,你的手不小心碰到了滚烫的炉子,信号就像一条紧急邮件,通过遍布全身的神经纤维,飞速传向你的脊髓,再一路攀升到大脑。在这场“信息传递”中,有几个关键的角色:

伤害感受器(Nociceptors): 它们就像身体里的传感器,专门负责侦测那些可能导致组织损伤的刺激,比如高温、化学物质或机械压力。一旦被激活,它们就会释放出电信号。
神经传导通路: 这些信号沿着神经纤维,就像在高速公路上行驶的汽车,一层层地传递。有几种神经纤维负责传递疼痛信号,比如Aδ纤维(传递快速、尖锐的疼痛)和C纤维(传递缓慢、持续的钝痛)。
脊髓: 这是信息传递的一个重要中转站。在这里,初级神经元会与脊髓内的中间神经元进行“对话”,进行信号的初步处理和调控。
大脑: 最终,信号会到达大脑的多个区域,包括丘脑(负责初步的信号分类和传输)、体感皮层(让我们感知疼痛的位置和强度)、前扣带皮层(与情绪反应有关)以及脑岛(与主观的疼痛感受体验紧密相连)。

了解了疼痛的“工作流程”,我们就可以设想几种可能的改造方向,来实现疼痛免疫:

1. 从源头上“关闭”伤害感受器:

设想一下,如果那些时刻准备着发出警报的伤害感受器,能够被“静音”或者改变它们的工作模式,那么疼痛的信号就根本不会产生。

基因编辑: 如果我们能找到与伤害感受器功能相关的特定基因,并通过基因编辑技术(比如CRISPRCas9)来修改它们,让这些感受器不再对刺激产生反应,或者降低它们的敏感度,疼痛的信号就可能被阻断在最开始的环节。这就像给警报系统打了个“休眠符”,让它在接收到特定“触发信号”时不再报警。
靶向药物或生物制剂: 另一种方式是开发能够特异性作用于伤害感受器上的离子通道或受体的药物。很多疼痛的产生都与这些分子开关有关。如果能找到一种方式,让这些开关在受到伤害刺激时不再打开,或者保持关闭状态,疼痛的感受也会随之消失。想象一下,你手上有一扇特别的门,里面装着一个开关,只有当外界的“烫”这个信号进来时,它才会打开,让你感受到疼痛。我们可以设计一种装置,让这扇门在接收到“烫”的信号时,立刻锁死,保持关闭。

2. “切断”神经传递的信号线:

即使伤害感受器产生了信号,我们也可以尝试在信号传递的路上进行干预。

神经绝缘或阻断: 想象一下,我们可以在那些传递疼痛信号的神经纤维上,用一种特殊的绝缘材料包裹起来,就像给电线穿上绝缘层一样,让电信号无法有效地传播。或者,我们可以通过某种技术,暂时性地“麻痹”这些神经纤维的功能,使其无法将疼痛信息传递到大脑。这种方法更像是给传递信息的邮递员按下暂停键。
改变神经信号编码: 神经信号的传递依赖于复杂的离子流动和电化学变化。也许我们可以通过一些技术,改变疼痛信号的编码方式,让这些信号在传递过程中被“误读”或者转化为无害的信息。这就像把一种密语的编码方式改变了,接收方即使收到了,也无法解读成原有的意思。

3. “重写”大脑对疼痛的解读:

即便信号到达了大脑,大脑本身对疼痛的感知也是一个复杂且可以被影响的过程。我们或许可以通过改变大脑的处理方式来“免疫”疼痛。

脑深部电刺激(DBS)的创新应用: DBS目前已被用于治疗帕金森病等神经系统疾病,通过植入电极刺激大脑特定区域来调节异常的神经活动。理论上,我们可以探索刺激那些与疼痛处理相关的脑区,例如,增强那些能够抑制疼痛信号的通路,或者改变大脑对疼痛信号的解读模式,让大脑“认为”这些信号并不重要,或者将它们转化为其他非疼痛的感受。这就像给大脑装一个“心理按摩仪”,让它对收到的“负面消息”进行积极的“情绪转化”。
神经反馈和认知重塑: 通过先进的神经反馈技术,人们可以学习控制自己大脑的活动。如果能教会大脑在接收到疼痛信号时,主动激活抑制疼痛的神经回路,或者通过意念来“过滤”掉疼痛的感受,那也能达到类似疼痛免疫的效果。这需要强大的意念力和训练,但随着脑科学的发展,这并非不可能。
化学信号的调控: 大脑内部存在着各种化学物质,如内啡肽,它们本身就具有天然的镇痛作用。我们可以设想通过某种方式,永久性地提高身体产生和释放这些“天然止痛剂”的能力,或者让大脑对这些化学信号更加敏感,从而在任何可能引起疼痛的刺激下,身体都能自动产生强大的镇痛反应。

挑战与伦理考量:

当然,实现这样的改造并非易事,而且伴随着巨大的挑战和深刻的伦理问题。

副作用: 疼痛是我们感知危险、学习和适应环境的重要工具。如果彻底剥夺了疼痛的感受,我们可能会因为感受不到烫伤、割伤、骨折的警告而变得更加脆弱,更容易受到严重伤害。例如,我们可能在不知不觉中遭受严重的烧伤而毫无知觉,或者在骨折后继续活动而加重病情。
精细的调控: 大脑是一个极其复杂的系统,任何微小的改动都可能引发难以预料的连锁反应。如何精确地调控疼痛信号而不影响其他重要的神经功能,比如触觉、温度觉,甚至是情绪和认知,是巨大的技术难题。
伦理界限: 我们是否应该主动改变人类感知世界的基本方式?这种改造是否会剥夺我们作为人类的一部分体验?如果疼痛消失了,我们对生命的脆弱性、对他人的痛苦的共情能力是否会发生改变?这些都是需要我们深思熟虑的伦理问题。

尽管如此,探索疼痛免疫的可能性,本身就代表着人类对自身奥秘的不断追寻。或许未来,我们能找到一种更温和、更可控的方式,在不牺牲必要警示功能的前提下,显著减轻人类的痛苦,让生活变得更加美好。这就像是在我们原有的感官系统上,装上了一个更加智能、更加人性化的“疼痛管理系统”,让我们在必要时能获得保护,在非必要时,能从痛苦的束缚中解脱出来。科学的边界,就是在一次又一次的挑战和探索中被拓展的,而疼痛免疫,或许就是这条前沿道路上,一个令人既兴奋又警醒的远景。

网友意见

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没人真正回答题主的问题啊···人家问「改造」呢。

找贺XX敲/干扰个基因就好了嘛。

目前可选的靶点不少呢。

SCN9A基因编码电压门控Nav1.7钠离子通道,其隐性丢失会导致先天性无痛症,是目前报道最多,研究最广泛的先天性无痛症相关的基因突变[1]

SCN11A基因,一种编码钠通道Nav1.9相关的基因突变,也会导致先天性无痛症,全球只有4个家庭有这个突变 [2]

TRKA基因(NTRK1,位于人类染色体1q21-q22上,拥有此突变的多为先天性无痛症患者,隐性遗传。副作用是无汗症,也就是不出汗,非常容易中暑 [3]

FAAH-OUT基因今年(2019)新发现的人类无痛基因突变。源于一个66岁的苏格兰妇女在髋关节手术后完全不要止痛药,并声称自己经常被割伤和被火烧了都不知道。这一突变会导致对脂肪酸酰胺水解酶 (FAAH)的抑制,从而广谱性地影响疼痛。副作用是在耗子上发现这一突变会减轻焦虑和抑郁(可能在有些人看来是好事,而这个妇女确实是很健谈乐观,一生很少抑郁焦虑),并且该妇女还报告说自己比较健忘,因此可能对记忆力有影响。此外,该妇女自称伤口愈合得很快而且很少留疤(这点在小鼠上也证实了),但是由于她感受不到疼痛,身上的疤痕还是比一般人多 [4]

ZFHX2基因,也是导致先天性无痛症的相关突变,于17年在一个意大利家庭发现,这个家庭里六个人都经常意识不到骨折和皮肤损伤,但是经常有头痛和内脏痛副作用是偶尔会出现原因不明的发热高烧 [5]

其它:

Preprotachykinin A gene (PPT-A): 只在耗子身上做过研究,人身上似乎没有发现该突变。敲掉会导致耗子对痛不敏感,但似乎只对中等以上的疼痛起作用,轻度疼痛感知依然保留。副作用不明,但其编码了速激肽家族,目测敲掉会对心血管、消化和免疫系统产生广泛影响 [6]

写到这里发现如何把耗子研究也写出来那就没完了,就此打住吧···

至于没有痛觉会怎么样,知乎上讨论已经很多了,这里就不多提了。只需要知道疼痛其实是生物生存的一种非常必要的保护机制,免疫疼痛并不意味着免疫伤害,恰恰相反,意识不到疼痛其实才是最可怕的。


参考:

[1] Cox J J, Reimann F, Nicholas A K, et al. An SCN9A channelopathy causes congenital inability to experience pain[J]. Nature, 2006, 444(7121): 894.

[2] Leipold E, Liebmann L, Korenke G C, et al. A de novo gain-of-function mutation in SCN11A causes loss of pain perception[J]. Nature genetics, 2013, 45(11): 1399.

[3] Indo Y, Mardy S, Miura Y, et al. Congenital insensitivity to pain with anhidrosis (CIPA): novel mutations of the TRKA (NTRK1) gene, a putative uniparental disomy, and a linkage of the mutant TRKA and PKLR genes in a family with CIPA and pyruvate kinase deficiency[J]. Human mutation, 2001, 18(4): 308-318.

[4] Habib A M, Okorokov A L, Hill M N, et al. Microdeletion in a FAAH pseudogene identified in a patient with high anandamide concentrations and pain insensitivity[J]. British Journal of Anaesthesia, 2019..

[5] Habib A M, Matsuyama A, Okorokov A L, et al. A novel human pain insensitivity disorder caused by a point mutation in ZFHX2[J]. Brain, 2017, 141(2): 365-376.

[6] Cao Y Q, Mantyh P W, Carlson E J, et al. Primary afferent tachykinins are required to experience moderate to intense pain[J]. Nature, 1998, 392(6674): 390.


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