国际疼痛学会提出,疼痛是继血压、脉搏、呼吸和体温后的人体第五大生命体征。疼痛给许多临床病人带了身体上的痛苦,同时还会导致患者产生消极的情绪、厌食、失眠等,极大程度上损害了患者的身体机能,影响人们的正常工作与休息,大大降低了病人的生活幸福感。据统计,中国目前的慢性疼痛患者约占总人口的8%,并且还处于持续增长中。因此,缓解病人的疼痛是临床治疗的第一要务,有效的镇痛策略不仅可以促进患者身体的恢复,也可以降低家庭的医疗开支,缓解社会医疗系统的压力,优化医疗资源的配置。经皮神经电刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation,TENS)是一种在人体皮肤表面放置电极、通过电流脉冲来激活外周神经纤维的镇痛疗法,具有非侵入性、非药理性、性价比高等多方面优点。近年来,医师在临床上广泛应用TENS来缓解病人的疼痛,如急性手术后创伤使用TENS,可有效促进患者伤口的愈合,降低镇痛类药物的使用剂量;肌肉关节疼痛患者使用TENS可有效缓解疼痛所带的运动功能障碍;孕妇使用TENS辅助分娩,可有效降低分娩时间且极大缓解产妇疼痛。但是,临床慢性疼痛患者使用TENS所得到的镇痛效果存在较大的差异,这可能是由于不同刺激模式下的TENS治疗,涉及不同的镇痛机制。目前,TENS可以分为两大类:高频低强度TENS和低频高强度TENS。高频低强度TENS的刺激频率一般为50-100Hz,刺激强度为可以引起被试强烈触觉但不引起痛觉的强度。而低频高强度TENS的刺激频率一般为2-4Hz,刺激强度为被试可以承受的最大的痛觉强度。但是,研究者对高频和低频TENS的镇痛机制依然存在争议。根据Melzack和Wall提出的疼痛闸门控制理论,高频TENS通过激活Aβ纤维来抑制Aδ和C纤维,所产生的镇痛效果具有节段性,即镇痛效果集中在TENS刺激的同一皮节,不涉及高级中枢的调控。而近年来,有研究者采用动物模型对这一传统观点进行了质疑。研究者发现,高频TENS所产生的镇痛效果可以被阿片拮抗剂(纳洛酮)所逆转,且如果大量消耗大鼠脑类的5-羟色胺,可以显著抑制高频TENS的镇痛效果。这些研究结果表明,TENS的镇痛机制依然没有得到彻底的揭示,通过动物实验研究者并没有得出一致的结论。此外,许多研究采用疼痛刺激不具疼痛特异性,例如:表皮电刺激、接触式热刺激或压力刺激等。这些刺激在激活伤害性感受器Aδ和C纤维的同时也激活了触觉感受器Aβ纤维,所得出的结论并不能完全反映TENS对疼痛特异性刺激的镇痛效果,其中混杂了疼痛刺激本身所带来的触觉影响。同时,以往关于TENS的研究大多采用的是动物模型或者是基于大鼠的神经病理性疼痛模型,而来自动物模型的结论能否直接迁移到人类实验中去还存在很大争议。另外,已有的人类被试的TENS研究往往选取的是患有慢性疼痛的病人或者老年人,其研究目的大多是检验TENS对各种慢性疼痛的镇痛效率,反映的是TENS对某一种慢性疼痛的镇痛效果。鲜有研究采用健康被试来研究TENS的镇痛机制,在疼痛研究中采用健康被试是十分必要的,采用健康人作为被试可以排除被试本身的疼痛造成其他方面的损伤从而干扰实验结果,让我们更加精确可控的研究TENS的镇痛机制。针对上述问题,本论文进行了两项研究。研究一采用了脑电图技术(electroencephalography,EEG)记录了高频TENS刺激前后40名被试的激光诱发电位的变化。研究一分为前测、TENS刺激、后测3个阶段。在前测中,在被试双手手背给给予10次激光疼痛刺激,被试每次需要报告所感受到的激光的疼痛强度和不愉悦度;前测结束后,选取被试的任意一只手给予高频TENS刺激(一组被试接受有效(active)高频TENS刺激,另一组被试接受无效(sham)高频TENS刺激作为对照组),TENS刺激结束后立即开始后测,后测和前测保持一致,在被试双手手背给给予10次激光疼痛刺激,被试每次需要报告所感受到的激光的疼痛强度和不愉悦度。实验过程中同步采集EEG。实验结果表明,经过高频TENS刺激后,被试接受TENS刺激的一侧手的疼痛评分和不愉悦度评分显著下降且LEP振幅显著下降,而没有接受TENS刺激的另一侧手的疼痛评分和不愉悦度评分及LEP振幅和前测相比没有显著变化。我们的实验结果表明,高频TENS刺激在同一皮节内有最优的镇痛效果。研究二同样采用了EEG技术记录了低频TENS刺激前后40名被试的激光诱发电位的变化。研究二分为前测、TENS刺激、后测3个阶段。在前测中,在被试双手手背给予10次激光疼痛刺激,被试每次需要报告所感受到的激光的疼痛强度和不愉悦度;前测结束后,选取被试的任意一只手给予低频TENS刺激(一组被试接受有效(active)低频TENS刺激,另一组被试接受无效(sham)低频TENS刺激作为对照组),TENS刺激结束后立即开始后测,后测和前测保持一致,在被试双手手背给予10次激光疼痛刺激,被试每次需要报告所感受到的激光的疼痛强度和不愉悦度。实验过程中同步采集EEG。实验结果表明,经过低频TENS刺激后,被试双侧手的疼痛评分和不愉悦度评分均有显著下降,并且两手的LEP振幅均有显著下降。我们的实验结果表明,低频TENS刺激产生了全局性的镇痛效果。同时,频谱分析的结果显示,低频TENS可以显著提高激光刺激前alpha频带的神经振荡能量,这从另一个角度说明低频TENS的镇痛涉及中枢自上而下的调控。以上两个研究从认知神经科学的角度进一步探明了高频和低频TENS的镇痛机制,为临床医师提供了新的理论依据,有助于我们将TENS研究推向新的高度。