疼痛是一种复杂的感觉和情感体验，它严重地受到先前经历和对疼痛的预期的影响。在开发无创人脑成像技术之前，我们对大脑在疼痛处理中作用的理解仅限于来自尸检研究的数据、大脑活动的直接记录、神经外科手术过程中的患者体验和实施刺激，以及疼痛的动物模型。神经成像技术的进步弥补了大脑活动与疼痛主观体验之间的差距，使我们能够更好地理解急慢性疼痛相关的大脑变化。此外，目前可以直接观察到疼痛带来的认知影响，如注意力、预期和恐惧，从而更好地解释了疼痛心理调节的神经基础。使用功能性脑成像来测量内源性神经化学的变化，增加了我们对如何维持疼痛相关的较强恢复力和易感性状态的理解。本文发表在Journal of Pain Research杂志。(可添加微信号siyingyxf或18983979082获取原文，另思影提供免费文献下载服务，如需要也可添加此微信号入群，原文也会在群里发布)。
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不同的丘脑皮层网络动力学与慢性腰痛的病理生理学有关
正念干预对大脑活动的影响
针灸对体感的影响更大，可提高初级体感连接和通过岛叶GABA缓解纤维肌痛
近红外测量疼痛和镇痛：基础、特征和功能
类风湿关节炎伴发纤维肌痛症患者的炎症与脑内感受性连接的关系
腿部截肢者感觉反馈的修复改善了其行走速度、代谢消耗和幻肢疼痛
慢性疼痛的脑影像分析
基于影像学和定量感觉测试预测慢性疼痛的治疗结果
疼痛、认知控制和负性情绪在内侧前额叶皮层的一般化表征
Nature子刊：识别偏头痛脑与遗传的标志物
糖尿病周围神经病变患者的初级躯体感觉皮层的结构及功能异常
偏头痛患者灰质体积变化
动态功能连接预测氯胺酮镇痛
ASL多模态研究：糖尿病多发性神经病变的一种基于大脑的疼痛易化机制
Neurology:大麻镇痛与脑功能连接的改变
PNAS脑电超扫描研究：握手时的双脑间连接与疼痛缓解的联系
SCIENCE:脑和脊髓的交互调节价值在反向安慰剂痛觉过敏中的作用
FNIRS研究：陌生气味竟可以引发新生儿的疼痛感受
关键词：功能磁共振成像、PET、脑电图、关节炎、纤维肌痛
1. 绪论：疼痛和可塑性的神经成像以及所涉及的大脑区域
局部组织损伤与患者所经历的疼痛之间的不良关系，使得我们从局部现象研究疼痛到研究其更复杂的过程，包括大脑的中央处理。与此同时，新技术允许从大脑活动中获得视觉图像，这被称为脑功能成像。尽管进行了广泛的研究，但没有一个大脑区域被确定为单独负责疼痛处理。疼痛没有中心脑区，而是一个复杂的大脑区域网络，通常被称为疼痛矩阵（图1），这是Melzack和Wall最初提出的概念。该矩阵由多个区域组成，这些区域本身不仅与疼痛有关，还涉及其他感觉、运动和认知功能，其信息通常是并行处理的。疼痛意识似乎出现在疼痛处理的后期阶段，此时信息在皮层的多个区域被整合。对实验性疼痛神经影像学的分析显示，大脑中有六个区域对急性疼痛做出持续反应，被认为在疼痛处理的感官辨别、认知和情感方面发挥着重要作用。它们是：丘脑、岛叶皮层（IC）、初级和次级躯体感觉皮层（SI和SII）、前扣带回皮层（ACC）和前额叶皮层（PFC）。这些区域因成像方式、统计分析、心理状态和引起的疼痛类型等因素而不同。疼痛的功能性神经成像之前已经被综述过，特别关注了正电子发射断层扫描（PET）和功能性磁共振成像（fMRI）研究和神经病理性疼痛。本文综述了当前的神经成像技术以及健康受试者和慢性疼痛患者疼痛感知的中央处理过程。此外，还探讨了功能成像如何促进和帮助新疗法的开发。
图1疼痛模块化环路和疼痛矩阵的示意图。
注：伤害性刺激通过初级传入纤维进入脊髓DH，传入纤维与传递神经元突触连接。上行投射纤维通过对侧脊髓丘脑束向上投射至丘脑，侧支投射至中脑核，包括RVM和中脑PAG。在疼痛矩阵中，有两条互补的路径，通过这两条路径进行疼痛信号的处理。
内侧通路（深灰色）从内侧丘脑投射到ACC和IC，并处理疼痛的情感动机成分（即不愉快）。
外侧通路（浅灰色）从外侧丘脑投射到初级和次级躯体感觉皮层（SI和SII）和IC，并处理疼痛的感觉辨别方面（即位置和强度）。
PFC激活的增加与疼痛影响的减少有关，据称是通过抑制内侧丘脑和中脑之间的功能连接。来自下丘脑（未显示）、杏仁核和rACC的下行投射纤维至中脑PAG和髓质。RVM内的神经元投射到脊髓或髓质DH以抑制疼痛体验。
缩写：DH，背角；RVM，延髓头端腹侧；PAG，导水管周围灰质；ACC前扣带回皮层；IC岛叶皮层；PFC前额叶皮层；rACC，嘴侧前扣带回皮层。
2. 成像技术概述
功能性神经成像技术的出现被比作人类基因组计划，因为它们有可能拓宽我们的科学认知，也有可能产生假阳性结果。
随着功能性神经成像技术的发展，极大提高了我们对疼痛的神经基础的理解（表1）。功能性神经成像是基于能够通过测量代谢的任一方面（即血流量、体积、氧气或葡萄糖代谢）或神经化学的一个方面（即神经递质前体摄取或受体结合）的变化来测量神经元活动的变化。最常用的技术依赖于这样一个前提：大脑活动的增加会导致能量代谢的增加和局部脑血流量（rCBF）的不成比例的增加。
表1 不同成像方法的优势与劣势总结
功能磁共振成像及相关模式
功能磁共振成像是疼痛研究中最常用的成像方法之一。功能磁共振成像通过检测相关的血流变化（血流动力学反应）间接测量大脑活动。在最初的形式中，功能磁共振成像使用血氧水平依赖（BOLD）信号，是突触活动的一种表现。BOLD技术评估活性神经元所需的含氧血液（氧合血红蛋白）与合成的脱氧血液（脱氧血红蛋白）之间的磁化率差异，并根据这种差异产生功能磁共振信号。fMRI BOLD技术是一种非常有用的测量方法，在急性和实验性疼痛中，短暂疼痛之后，随之而来的是无疼间歇，从而导致血流动力学迅速变化。这使得研究急性疼痛在无疼痛志愿者和慢性疼痛患者中的不同反应成为可能，但并不适合监测对慢性疼痛变化的反应。对于持续性疼痛或慢性疼痛，使用动脉自旋标记（ASL）的功能磁共振成像技术更合适。ASL利用血液中磁性标记的内源性水作为扩散示踪剂，直接测量脑血流量。与BOLD相比，ASL时间分辨率降低，同时允许局部血流的量化，从而更好地估计持续的血流。因此，fMRI ASL技术已被用于评估偏头痛和慢性下腰痛患者在不同疼痛状态下的疼痛中枢处理过程。
其他基于磁共振成像（MRI）的方法可用于疼痛研究，包括扩散张量成像（DTI）和结构MRI。DTI利用水在大脑中的扩散来绘制白质图。由于水在与内部结构一致的方向上扩散更快，DTI阐明了白质束的方向，并对功能定位的大脑区域进行成像，以增加我们对大脑网络及其连通性的理解。结构MRI可以提供大脑和脊髓灰质和白质的详细信息。此外，基于体素的形态测量分析可以测量慢性疼痛中常见的脑组织体积变化。许多研究表明慢性疼痛患者的PFC、脑岛和ACC中存在灰质异常。
一种相对较新的技术，近红外光谱成像，其原理与功能磁共振成像相同，因为它持续监测与神经活动相关的血红蛋白变化。虽然它克服了必须在磁屏蔽室内进行扫描的问题且便携性强，但它只能用于扫描皮层组织，而功能磁共振成像可以测量整个大脑的活动。
正电子发射断层摄影术
PET可以测量活体组织中受体、神经递质再摄取位点和神经递质摄取前体的代谢或化学物质的变化。放射性核苷酸用于测量rCBF、血容量、摄氧量和葡萄糖代谢的变化（使用氟脱氧葡萄糖[FDG]）。其中，rCBF和葡萄糖代谢分别用于间接和直接测量神经元对疼痛刺激的反应。使用放射性标记配体的PET研究可以评估受体占有率和受体密度。例如，可以结合选择性研究受体激动剂或在体内竞争相同位点的拮抗剂或与内源性激动剂竞争的拮抗剂来评估特征良好的成像放射性配体（图2）。
BOLD功能磁共振成像和FDG-PET（间接和直接）可以测量神经元突触前活动。这种突触前活动可能是由于兴奋或抑制，因此需要结合大脑区域及其连接性来解释结果。此外，这些测量来自不同的病理过程，因此，这可能会导致使用两种模式的结果之间的差异。这些差异的大部分证据来自动物研究。例如，梯度回波BOLD序列的信号更倾向于引流静脉和大血管，而FDG-PET信号则倾向于组织隔腔。一项动物研究表明，FDG-PET可以更敏感地测量大脑某些区域的激活，包括杏仁核和IC。
与功能磁共振成像不同，PET具有一定辐射，因此，应考虑患者暴露。葡萄糖类似物18FDG通常适用于在数周或数月内的不同日期测量不同疼痛状态的重复测量。这是因为它的半衰期相对较短，有效辐射剂量较低，这允许在不同的慢性疼痛状态下重复成像。正因为通常有很好的解剖学细节，因此，随着时间的推移，大脑空间的重新配准相对较好。
FDG直接测量神经元活动，与依赖于血流或体积的间接脑功能成像方法相比，它更不容易受到药物对脑血管系统的间接影响。
PET通过使用示踪剂评估中枢疼痛处理的神经化学成分的能力是独一无二的，示踪剂直接测量中枢阿片和多巴胺能系统内的物质。这将在本综述的后面部分进一步讨论。
图2 PET示例图。
注：该图来源于放射性示踪剂11C-二丙诺啡的PET成像，用于说明OA（n=15）和类风湿性关节炎（n=2）患者的阿片受体可用性。使用SPM8软件进行回归分析，以评估阿片受体可用性与近期McGill疼痛评分（作为过去一周慢性疼痛的衡量指标）之间的正相关关系。该图显示了这些患者的慢性疼痛与尾状核、伏隔核和胼胝体下区阿片受体结合之间的正相关关系。突出显示的区域表示重要区域。
缩写：PET，正电子发射断层扫描；OA，骨关节炎
电生理学研究：脑电图和脑磁图
功能磁共振成像和PET都利用血流动力学对大脑局部活动变化的反应来成像。与实际神经活动速度相比，这是一个相对缓慢的反应。虽然电生理学研究缺乏良好的空间分辨率，但电生理学研究在时域方面远优于功能磁共振成像和PET。因此，脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）研究通常用于评估大脑疼痛反应的不同时间成分，例如与预期（图3）的关系，而其他成像方法在时间上没有很好的区分。由于A纤维和C纤维的传导时间不同，以及疼痛预期反应不同，因此也可以使用EEG来区分第一次和第二次疼痛的处理。
EEG信号代表大脑中神经元放电产生的电压波动，并通过头皮上的多个电极记录下来。在实验性疼痛研究中，一个短暂的伤害性刺激可以被时间锁定，从而产生一个事件相关电位，该电位提供了疼痛相关神经元事件计时的毫秒精度。然而，脑电图的空间分辨率比功能磁共振成像差。这些反应可以使用源分析进行局部定位，但由于反问题的数学分析，事件相关电位源的准确性存在内在不确定性。为了克服这一问题，EEG可以与功能磁共振成像相结合，以提供准确的时间和空间成像，尽管这并不能真正解决根本问题，因为数据是由不同时间分辨率的时域数据组合而成的。
适用于所有功能成像数据的一个基本问题是，它依赖于随时间的平均信号。这取决于对这段时间内方法稳定性的假设。为了解决这个问题，目前正在开发对信号平均依赖性较小的新技术，尤其是在脑电图方面。
MEG通过记录神经元放电时电流产生的磁场来绘制大脑活动图。与脑电图一样，这些信号来自神经元树突的电流的净效应，信号主要来自皮层。与EEG相比，MEG提供了更好的空间分辨率；然而，重要的是要注意到，评估更深区域的源分析在这两种模式中都是不可靠的。磁电流由磁屏蔽室内的一系列超导量子干涉装置检测。一旦收集到数据，就需要源模型来确定大脑中电活动的位置。与EEG一样，MEG的主要优势是在时域内，但它也可以精确定位源自初级听觉、躯体感觉和运动的区域信号，并且已用于疼痛研究。
图3：脑电图示例图。
注：（A）各组的总平均波形。
（B）每组的总平均地形图。患者和健康志愿者实验性热痛的EEG ERP波形和地形图。该图说明了如何将EEG分析用于将大脑疼痛激活分为单独的时间成分、早期/晚期预测和疼痛诱发的峰值。此外，地形图显示了EEG提供的空间分辨率较低。红色区域表示激活分析增加的区域。
缩写：EEG，脑电图；ERP事件相关电位；OA骨性关节炎；FM纤维肌痛；ms毫秒；LEP激光诱发电位。
3. 疼痛感知和镇痛机制
对健康受试者的功能成像研究揭示了一种 “疼痛矩阵”结构，可分为内侧和外侧疼痛通路（图1）。外侧疼痛通路被认为负责疼痛的感觉方面，如位置和持续时间，并包含SI和SII、顶叶岛盖（BA7b）和后岛叶。内侧疼痛通路内的活动与疼痛的情绪方面有关，例如疼痛有多不愉快。这种内侧疼痛系统包括丘脑内侧核、前岛叶、ACC的Brodmann24区和PFC（参与刺激的认知评估）。
疼痛不仅仅是伤害感受的一种表现，它还包括一种多维体验，考虑到心理生物学、注意过程以及对过去和习得的疼痛体验所产生的疼痛的预期。疼痛的心理调节已被充分证明。情绪状态是感知疼痛的一个重要因素，消极情绪会增强ACC和IC中的疼痛诱发活动。在没有实际物理刺激的情况下，预期疼痛足以激活大脑中与疼痛相关的区域，如SI、ACC和IC以及中脑导水管周围灰质（PAG）、PFC和腹侧纹状体。使用功能磁共振成像，健康受试者对疼痛刺激有不确定的预期，他们的ACC和后岛叶对非疼痛刺激产生了短暂的增强。在的一项健康队列脑电图研究中，对疼痛强度的预期使疼痛报告偏向预期结果。对预期热强度的不确定激活了通常与注意力相关的预期性皮层网络。
对疼痛的预期和期待也是安慰剂镇痛的主要因素。与预期相关的安慰剂反应会导致PFC激活，并导致ACC、IC和丘脑以及脊髓对有害刺激的反应降低，这些刺激与疼痛缓解相关。由此可以得出结论，安慰剂反应影响疼痛，可能是通过抑制上行伤害性通路，抑制伤害性信息进入大脑，或者更直接地通过增加前脑对疼痛矩阵中边缘系统相关区域的执行控制。安慰剂可增加ACC、背外侧前额叶皮质（DLPFC）、IC和伏隔核等区域μ-阿片受体的内源性阿片活性。这些发现与对疼痛的感觉和情感成分的感知降低有关。其他研究也对安慰剂和外源性阿片类药物对中枢疼痛处理的影响进行了比较。连接性分析已确定前喙扣带皮质（rACC）活动和PAG对疼痛网络相关区域的位置依赖性的贡献，后者是疼痛下行调节的中心区域。
注意疼痛与更强烈的疼痛有关。功能磁共振成像研究表明，当受试者在经历疼痛的同时参与一项需要注意的任务时，SII、PAG/中脑、丘脑和脑岛的疼痛相关活动减少。特别有趣的是，磁共振扫描仪发出的噪音能够分散受试者的注意力，从而优先降低疼痛和后期伤害性处理的不愉快程度。任务的复杂性也会对主观疼痛评分产生影响。例如，之前已经证明，虽然眶额叶皮层和内侧前额叶皮层、脑岛和小脑的活动与强直性疼痛的强度相关，但认知任务的需求水平调节了内侧PFC和小脑的疼痛相关活动。
由疼痛引起的中枢神经系统的适应性变化也可以用fMRI来研究。连续8天重复使用相同的疼痛刺激，导致与疼痛评分显著降低，与习惯化一致，丘脑、脑岛和SII等区域对疼痛刺激的反应降低，观察到的习惯化由rACC介导。当这项研究在1年后进行随访时，作者在rACC中发现了相同的反应模式，表明认知评估的长期影响。在另一项针对重复伤害性刺激效果的研究中，重复伤害性刺激不仅可以改变大脑的功能，还可以改变大脑的结构。使用结构神经成像和基于体素的形态测量分析，刺激侧对侧的SI、扣带回中部皮层和顶叶的灰质增加。
4. 疾病状态和疼痛缓解期间的疼痛成像
生理连接性改变
与健康对照组相比，慢性疼痛患者以处理非疼痛刺激的方式来处理急性疼痛，通常为疼痛和激活疼痛相关的大脑区域。因此，慢性疼痛患者的大脑功能和结构似乎改变了。在神经影像学出现之前，人类大脑的结构只能在死后或神经外科手术过程中通过直接观察来评估。现在，无创结构成像已经为慢性疼痛综合征的病理生理学提供了支持。众所周知，中枢神经系统具有可塑性，即它能够重组其神经通路和突触。骨关节炎（OA）患者在相同强度的实验性疼痛和关节炎性疼痛中表现出内侧和外侧疼痛通路的激活。然而，在关节炎疼痛中，与疼痛的不愉快感增加相关的内侧系统更加活跃，这表明关节炎疼痛比实验性疼痛具有更多的情感体验。与实验性疼痛期相比，在关节炎疼痛期间，扣带回皮层、杏仁核、眶额叶皮层和壳核被广泛激活。杏仁核、眶额叶皮层和壳核是与厌恶性条件反射、奖赏和恐惧相关的区域，它们在OA中的激活意味着这种恐惧相关回路的时间激活可能与对额外伤害和残疾的恐惧有关。与实验性疼痛相比，OA疼痛还与PFC和顶叶后下皮层的激活增加有关。这些区域与注意力的监管有关，并且假设来自PFC的下行纤维抑制沿着中脑-丘脑-扣带回上升通路的神经元，以“自上而下”的方式调节疼痛。
对疼痛的预期，以及这些预期引起的焦虑，被认为是慢性疼痛患者疼痛感知增加的一个可能来源。在一项比较纤维肌痛（FM）、OA患者和健康对照组的EEG研究中，Brown等人证明，与对照组相比，FM和OA患者的岛叶激活增加与疼痛和压痛程度相关，而DLPFC激活减少与疼痛预期期间的不良反应相关。这可能是FM和OA中导致慢性疼痛的共同机制。然而，FM组岛叶的激活明显大于OA组，且激活的增加与疼痛强度和程度相关。这表明，预期激活可能会调节即将到来的疼痛诱发激活和疼痛体验。
慢性疼痛通常会导致大脑发生变化，导致身体部位疼痛，而不会造成组织损伤。这是因为长期疼痛可导致皮层水平的神经可塑性变化，从而诱发中枢敏感化。慢性疼痛通常与自发疼痛有关，这种疼痛没有物理原因，并且在疼痛强度上表现即刻的变化。这种疼痛强度的变化已被用于研究慢性疼痛中潜在的大脑回路，并将其与急性热痛引起的大脑活动进行对比。疼痛快速增加期间出现的激活作用与前岛叶有关，在急性疼痛期间，健康对照组的前岛叶也被激活。在持续剧烈疼痛期间，PFC和杏仁核参与不同的回路。杏仁核在注意疼痛不适、强直性关节炎疼痛和高强度实验刺激期间也被激活。最近的一项研究显示，慢性疼痛时阿片受体上调与痛阈升高相关。长期以来，人们一直认为这是一种增强疼痛恢复力的体内平衡机制。需要进行更大规模的研究来进一步评估这种效应，并评估这些阿片受体上调的相对失败是否与慢性疼痛疾病的极端表型有关，以及我们如何增强这种代偿性上调。
FM患者遭受无物理原因的广泛慢性疼痛。与其他慢性疼痛疾病一样，FM通常与疼痛恶化和抑郁有关。功能磁共振成像显示杏仁核的激活模式可以区分患有和不患有抑郁症的FM患者。当使用功能磁共振成像检查急性实验性疼痛和疼痛灾难性评分之间的关系时，灾难性疼痛与内侧额叶皮层和小脑（与疼痛预期相关的区域）以及背部ACC和DLPFC（与疼痛注意相关的区域）的活动增加相关。
神经成像有助于观察慢性疼痛患者灰质中发生的体积变化。慢性背痛患者的灰质体积变化，如DLPFC和右侧丘脑的减少。偏头痛患者的DLPFC、躯体感觉皮层和脑桥背外侧灰质减少，丘脑灰质体积增加。女性FM患者左侧海马旁回、双侧扣带回中/后、左侧岛叶和内侧额叶皮质减少。在另一项FM研究中，中央后回、杏仁核、海马、额上回和ACC的灰质减少。有趣的是，慢性疼痛患者的灰质减少是可逆的。OA患者的丘脑、ACC和DLPFC等区域灰质减少。然而，术后受影响皮质区的灰质体积增加，以减轻受损关节的疼痛。
分数各向异性（FA）是相对扩散各向异性的标量度量，它被用作大脑内部微观结构完整性的替代度量。对肠易激综合征患者的DTI分析表明，患者丘脑、基底节和感觉/运动联系/整合区的FA较低，额叶区和胼胝体的FA较高。在FM患者中，DTI显示丘脑和岛叶的FA减少，而SI所在的中央后回的FA增加，分别表明信息传递更有效和更不有效。
神经化学改变
放射性核苷酸11C-卡芬太尼的PET成像显示，持续的急性疼痛以区域特异性方式触发内源性阿片类物质的释放，并且疼痛严重程度的降低与内源性阿片类物质对m-阿片受体的占领增加相关。使用11C-二丙诺啡示踪剂发现，与健康对照组相比，中枢神经病理性疼痛、神经性中风后疼痛患者的大脑皮层和皮层下区域，包括中枢的ACC、脑岛和丘脑，阿片受体的结合减少。FM患者的杏仁核、扣带回和伏隔核的μ-阿片受体结合减少已被证实。在周围神经病理性疼痛患者中，观察到两侧大脑半球的阿片受体结合减少，而在中枢神经病理性疼痛患者中，在疼痛对侧的一侧大脑半球观察到阿片受体结合减少。患者组之间阿片受体结合的差异可能反映了不同的潜在疼痛机制，并解释了阿片类药物治疗反应的可变性。除了阿片受体结合的变化外，对FM患者脑脊液的分析显示多巴胺浓度降低。PET研究也证实了类风湿性关节炎和三叉神经痛引起的疼痛患者的阿片受体结合变化。这些结果与持续疼痛期间内源性阿片受体竞争加剧一致。这表明内源性阿片系统被慢性疼痛激活，可能容易受新的潜在中枢作用的DENK1抑制剂的影响。
PET可以评估多巴胺能神经元突触前代谢的潜在破坏，还证明脑干、丘脑和边缘系统皮层部分的多巴胺能活动在FM中减少。
神经成像也可以成为研究止痛药对大脑影响的有用工具。例如，功能磁共振成像已被用于研究加巴喷丁对辣椒素诱导和机械性痛觉过敏的影响。加巴喷丁的服用减少了双侧岛盖皮层的激活，与中枢致敏无关，并减少了中枢敏感化期间脑干的激活。结构MRI也可以用来观察镇痛治疗对大脑的影响。每天服用阿片类药物一个月后，慢性背痛患者右侧杏仁核的灰质减少，扣带回（中、背后和腹后）灰质增加，这是已知的具有高m-阿片受体密度和结合能力以及对服用阿片类药物的强神经反应区域。使用结构MRI、DTI和静息状态功能磁共振成像，将阿片类药物依赖患者和对照组进行比较，发现杏仁核的双侧体积损失，杏仁核特定轴向通路的各向异性降低，以及种子区域的功能连接性显著降低（包括前岛叶、伏隔核和杏仁核）。接触阿片类药物的时间越长，观察到的功能连通性变化越大。
5. 疼痛缓解和临床治疗——未来展望
现代无创人脑成像技术彻底改变了疼痛的研究和治疗。它使科学家能够了解疼痛治疗反应的个体差异、内源性疼痛缓解（如安慰剂反应）的工作原理，并确定未来药物研发的目标。此外，使用神经成像作为治疗疼痛和预测疼痛体验的工具的研究正在兴起。实时功能磁共振成像是一种具有治疗慢性疼痛潜力的技术，可以训练患者使用神经反馈来上调或下调BOLD反应，从而影响目标大脑区域（在本例中为ACC或前IC）的激活。反馈期间的行为性疼痛评分降低，前IC和ACC调节导致部分疼痛网络显著下调，尤其是尾状核。在另一项研究中，受试者学会了下调和上调左后岛叶，下调rACC，但这与疼痛强度或不适无关。然而，当rACC的协变量较低时，在左后岛叶上调期间，疼痛不适感显著增加。
由于疼痛是主观的，并且疼痛自我报告在确定疼痛体验时可能不可靠，研究人员一直在寻找一种基于生理学的疼痛评估，该评估与自我报告的疼痛显著相关。神经成像是一种可以作为将功能磁共振成像技术应用于疼痛研究的手段。Marquand等人表明，高斯过程的多元回归模型能够预测自我疼痛报告的热诱发疼痛。在另一项研究中，类似的技术被用来预测（准确率为81%）一个人是否经历了诱发疼痛或仅仅是热痛。最近，Markand等人的建模技术被用于将慢性腰痛患者与健康对照组进行分类，预测准确率为76%。
然而最终，决定任何新疗法疗效的将是患者的疼痛缓解报告。虽然这些方法将提供对支撑疼痛体验的大脑连接动力学的更精确理解，但我们应该谨慎使用大脑扫描告诉患者应该感觉到多少疼痛的概念。从哲学和科学角度来看，这可能是站不住脚的，而且这个概念在医疗保险和其他社会问题上有潜在的道德副作用。
6. 结论
功能成像技术可以大致分为电生理学方法和血流动力学方法。电生理学方法EEG和MEG具有无与伦比的时间分辨率，因此通常用于将疼痛反应分为时间成分，如预期、早期和晚期反应。相比之下，血流动力学方法，PET和功能磁共振成像，具有更好的空间分辨率，因此被用来确定特定的脑激活点。这些技术定义了关键的大脑结构，包括由内侧和外侧疼痛系统组成的疼痛矩阵。
这两个系统的功能划分可以广义地分别定义为与情感动机和感官辨别加工有关。疼痛矩阵中活动的模式和分布受到实验性疼痛刺激（包括预期）的情感和认知背景的影响。最近，慢性疼痛的潜在机制已被确定与内侧疼痛系统中疼痛预期的处理有关，表明自上而下调节存在问题，尤其是涉及DLPFC和内侧疼痛系统边缘系统成分之间的相互作用。多巴胺能系统和阿片类系统内的神经化学缺陷可能与其中一些潜在机制有关。
功能性脑成像可以识别慢性疼痛的新的潜在机制，可以提供可共同开发的生理和药理学治疗靶点。令人鼓舞的是，新的化合物正在开发中，其有可能调节我们认为对疼痛感知很重要的大脑控制系统。增加多学科合作，使用更精确的工具来理解疼痛矩阵中的反应，有望在未来几十年内开发出新的、更有效的慢性疼痛疗法。
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