[目的]疼痛共情的脑网络是近年来脑科学的研究热点之一,采用脑成像的方法能够获得更为可靠的研究成果。本研究采用静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic imaging,rs-fMRI)扫描和局部一致性(Regional homogeneity,ReHo)分析拟设计两个实验来研究疼痛共情的脑网络机制:实验一:疼痛状态与非疼痛状态引起疼痛共情的脑网络差异;实验二:在相同的图片范式以及相同的疼痛刺激条件下,不同性别引起疼痛共情的脑网络差异。[方法]实验一:方法如下:1.选择30名符合纳排标准的健康志愿者纳入研究。将疼痛状态定义为实验组,非疼痛状态定义为对照组,其中实验组16人,对照组14人。实验组腰部需肌注3%的高渗盐水,对照组无需注射。2.选择图片范式进行实验。将刺激图片定义为A组,中性图片定义为B组,并制作相应的指导语。每位受试者需根据指导语依次观看A、B两组图片,同时接受fMRI扫描。3.扫描序列分别设置为:(1)实验组:“静息”,“疼痛”,“A组”,“B组”;(2)对照组:“静息”,“A组”,“B组”。统计学处理分组内比较和组间比较,组内比较采用配对样本t检验,组间比较采用两独立样本t检验。4.采用视觉模拟评分量表(Visual Analogue Scale,VAS)和人际反应指针量表(Interpersonal Reactivity Index,IRI)记录行为学指标。基于以上四步分析两组受试者疼痛共情的脑网络特点。实验二:方法如下:1.重新选择30名符合纳排标准的健康志愿者纳入研究。根据性别差异分为男生组和女生组,其中男生组15人,女生组15人。2.选择图片范式进行实验,将刺激图片定义为A组,中性图片定义为B组,并制作相应的指导语。每位受试者需根据指导语依次观看A、B两组图片,同时接受fMRI扫描。3.扫描序列分别设置为:(1)男生组:“静息”,“疼痛”,“A组”,“B组”;(2)女生组:“静息”,“疼痛”,“A组”,“B组”。采用配对样本t检验对两组影像学数据分别进行统计学处理。4.采用视觉模拟评分量表(Visual Analogue Scale,VAS)和人际反应指针量表(Interpersonal Reactivity Index,IRI)记录行为学指标。基于以上四步分析两组受试者疼痛共情的脑网络特点。[结果]实验一:分为组内比较和组间比较,具体结果如下:(1)组内比较:1)实验组:①“A组”与“疼痛”相比,局部一致性改变的脑区有:颞下回(左)、枕上回(左)、颞中回(左)、小脑后叶(左)、枕上回(右)、额上回(右)、屏状核(右)、梭状回(左)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正);②“B组”与“疼痛”相比,局部一致性改变的脑区有:小脑后叶(右)、梭状回(右)、距状沟(左)、豆状核(右)、楔前叶(左)、扣带回(左)、额上回(左)、额上回(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正);③“疼痛”与“静息”相比,局部一致性改变的脑区有:小脑前叶(右)、梭状回(右)、小脑后叶(右)、边缘叶(左)、豆状核(右)、顶下小叶(右)、中央前回(左)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正);2)对照组:①“A组”与“静息”相比,局部一致性改变的脑区有:小脑前叶(左)、颞中回(右)、海马旁回(右)、岛叶(右)、额中回(右)、中央前回(右)、楔前叶(右)、顶下小叶(右)、额上回(右)(P<0.05,K 15,差异有统计学意义,FDR校正);②“B组”与“静息”相比,局部一致性改变的脑区有:颞上回(左)、额下回(左)、梭状回(左)、海马旁回(右)、脑岛(右)、额中回(左)、豆状核(右)、中央前回(左)、缘上回(左)、楔前叶(右)、顶叶小叶(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。(2)组间比较:1)观看A组图片(共情),实验组与对照组比较:局部一致性增高的脑区有:颞下回(右)、小脑后叶(左)、小脑前叶(右)、海马旁回(左)、海马旁回(右)、舌回(左)、前扣带回(左)、距状沟(右)、中央后回(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正);局部一致性降低的脑区有:额中回(右)、岛叶(左)、岛叶(右)、颞中回(右)、楔前叶(左)、中央前回(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。2)观看B组图片(中性),实验组与对照组比较:局部一致性增高的脑区有:额上回(右)、梭状回(右)、颞中回(左)、边缘叶(左)、扣带回(左)、屏状核(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正);局部一致性降低的脑区有:枕上回(左)、顶下小叶(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。实验二:将男生组与女生组的影像学数据分别做配对样本t检验,两组受试者引起的脑网络变化如下:(1)男生组:“A组”与“疼痛”相比,局部一致性增高的脑区有:颞下回(左)、颞中回(左)、屏状核(右)、梭状回(左);局部一致性降低的脑区有:枕上回(左)、额上回(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。“B组”与“疼痛”相比,局部一致性增高的脑区有:梭状回(右)、距状沟(左)、楔前叶(左)、扣带回(左);局部一致性降低的脑区有:小脑后叶(左)、豆状核(右)、额上回(左)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。“疼痛”与“静息”相比,局部一致性改变的脑区有:小脑前叶(右)、梭状回(右)、豆状核(右)、顶叶小叶(右)、缘上回(左)、中央前回(左)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。(2)女生组:“A组”与“疼痛”相比,局部一致性增高的脑区有:颞中回(左)、梭状回(右);局部一致性降低的脑区有:枕上回(右)、额上回(右)(P<0.05,体素值≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。“B组”与“疼痛”相比,局部一致性增高的脑区有:梭状回(右)、楔前叶(左)、扣带回(左);局部一致性降低的脑区有:小脑后叶(右)、豆状核(右)、额上回(右)(P<0.05,体素值≥15),差异有统计学意义,FDR校正)。“疼痛”与“静息”相比,局部一致性改变的脑区有:小脑前叶(右)、梭状回(右)、边缘叶(左)、豆状核(右)(P<0.05,K≥15,差异有统计学意义,FDR校正)。[结论]:本研究从两个维度来探究疼痛共情的脑网络活动特点,并且得出如下结论:(1)疼痛共情的核心脑区是前岛叶和前扣带回,这与既往的研究相符;(2)顶叶区(顶下小叶)可能更多的是作为协调者的角色参与其中,而顶下小叶是镜像神经元网络的重要组成部分,这也与既往研究相符;(3)部分颞叶(颞中回、颞下回等)和枕叶(枕中回、枕下回等)以及颞-枕叶的视觉联合皮层(梭状回)以及部分基底核(屏状核)是参与疼痛共情的重要脑区;(4)静息态fMRI的结果显示,疼痛共情确实存在性别差异,女性对疼痛刺激更加敏感,并且部分颞叶、部分枕叶以及颞-枕联合区为二者共同激活脑区,但是女性的部分边缘系统(如海马旁回、扣带回)激活程度要高于男性,这可能与女性情绪环路的活跃程度相关。