共情，即理解并感同身受他人情绪的能力，使个体能够分享他人感受并理解其视角，是维系人际关系与社会合作的核心要素。共情失调使个体难以处理情绪压力，并作为风险因素加速情绪障碍的发生发展。共情的行为学表现涵盖基本的情绪传染到更复杂的同情关切、安慰行为、针对性帮助以及观点采择等。其中，情绪传染包含感知并共享他人情绪状态的认知过程。传染性疼痛作为共情的一种重要形式，在啮齿动物中表现出进化保守的特征，这促使越来越多的研究聚焦于疼痛传染的神经与环路机制。然而，各种外界因素是否以及如何调控疼痛传染的发生目前仍不清楚。
生命早期遭遇创伤性事件（如儿童忽视或身体虐待）会显著增加个体在成年期出现适应不良行为的风险。出生后最初几周经历的母婴分离（MS）是小鼠早期生命应激的主要形式，会导致情绪和认知行为产生持续性损伤。人类队列研究显示，母亲的照护模式深刻影响儿童共情能力的发育，而动物研究也表明，早年应激会加剧成年期情感和认知功能障碍。然而，早年应激究竟如何影响成年后的共情功能，其背后的神经环路机制尚不明确。
2025年10月9日，瓯江实验室刘明刚研究员团队联合上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心江帆教授、上海交通大学医学院解剖生理学系徐天乐教授团队在《Science Advances》杂志上发表了题为“Dysfunction of the paraventricular thalamus-prelimbic cortex circuit underlies maternal separation-induced deficits in contagious pain”的研究论文，系统揭示了母婴分离导致传染性疼痛共情缺陷的神经机制。
研究者首先建立了传染性疼痛的小鼠模型：观察鼠与演示鼠共住2周建立熟悉关系后，将观察鼠与注射蜂毒诱发炎症疼痛的演示鼠互动30分钟。结果显示，观察鼠在与疼痛同伴互动后出现显著的机械痛阈下降，持续至少4小时。紧接着，研究者采用了修改后的MS范式：从出生后第7天起，小鼠幼崽每天与母亲分离6小时，连续7天。成年期行为学测试显示，MS处理的观察鼠表现出显著的传染性疼痛缺陷，提示生命早期MS处理的确可以导致成年期疼痛共情受损。
为识别参与MS诱发传染性疼痛缺陷的关键脑区，研究者使用TRAP:Ai9小鼠检测了观察鼠与疼痛演示鼠互动后的神经元激活情况。虽然多个脑区可以被疼痛传染所激活，但MS选择性抑制丘脑室旁核（PVT）脑区的激活。光纤记录显示，当观察鼠与处于疼痛状态的演示鼠密切互动时，PVT谷氨酸能神经元会提前激活。而MS处理则会阻断这种先期激活。在正常动物中，运用化学遗传学或光遗传学手段沉默PVT神经元活动会损害传染性疼痛反应；相反，化学遗传学激活这些神经元群体则能够挽救MS小鼠的共情疼痛缺陷。
为阐明PVT贡献疼痛共情的神经投射机制，研究者借助TRAP2小鼠对疼痛传染过程所激活的PVT神经元开展了顺行示踪。结果显示，与疼痛演示鼠互动激活的PVT神经元更多投射至前额叶皮层或伏隔核（NAc）。光纤记录与化学遗传学操控实验显示，PVT→前边缘皮层（PrL），而非PVT→边缘下皮层（IL）或PVT→NAc神经环路在传染性疼痛的形成过程中发挥着重要作用。早期MS处理会阻断该神经环路在观察鼠与演示鼠互动期间的激活，并损害疼痛的情绪传染。而人工增强此环路的活动，则能成功挽救MS小鼠的共情性疼痛反应。
为探索更加生理性的挽救手段，研究者试图模拟母鼠哺育行为中产生的愉悦触觉刺激，也即：MS期间每天使用软毛刷温柔触摸乳鼠背部（3 cm/s，4轮/天，7天）。有趣的是，社会触摸（ST）可以成功挽救MS诱发的传染性疼痛缺陷。进一步验证实验显示，ST增强PVT→PrL兴奋性，而抑制该投射阻断ST的挽救效应。这表明ST通过激活PVT→PrL投射挽救MS鼠的疼痛共情缺陷。
总的来说，上述结果揭示了PVT谷氨酸神经元及其向PrL的投射在传染性疼痛中的关键作用。早期生命逆境如母婴分离会减弱PVT神经元及相关环路的激活，从而阻碍传染性疼痛的表达。人工或生理（如社会触摸）激活该投射可逆转MS导致的疼痛共情缺陷。这项研究有望为理解母性行为如何塑造情绪传染提供新见解，也为治疗儿童期创伤引发的共情障碍提供新思路。
研究结果总结图
瓯江实验室刘明刚研究员、上海交通大学医学院附属儿童医学中心江帆教授、上海交通大学医学院解剖生理学系徐天乐教授为本文的共同通讯作者，上海交通大学医学院张子琛博士、巩雨博士生为共同第一作者。该研究还得到了西北工业大学陈军教授和上海交通大学医学院童小萍研究员等的合作支持。
原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady1944
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