2026年8月19日，PNAS 期刊在线发表了题为《A spinoreticular pathway mediates nocifensive responses to noxious mechanical stimuli》的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、脑认知与类脑智能全国重点实验室孙衍刚研究团队完成。该研究鉴定了一类表达γ-突触核蛋白基因（γ-synuclein，Sncg）的脊髓投射神经元通过脊髓-网状核上行通路传递伤害性机械信号，为理解机械痛信息的分流与行为反应提供了新的结构与功能证据。

感知有害刺激并做出合适的行为反应是动物生存的基础。伤害性机械刺激（如尖锐物体或挤压）会引发快速的防御行为，以最大限度减少组织损伤。脊髓神经网络对于将伤害性信息向大脑传递进而诱发相应的行为至关重要。然而，机械信号（尤其是伤害性机械信息）如何通过脊髓投射神经元传递并驱动伤害防御行为，目前仍不完全清楚。

图注：伤害性机械刺激卡通图

脊髓Sncg⁺神经元主要投射到脑内的臂旁核（parabrachial nucleus，PBN）和外侧网状核（lateral reticular nucleus，LRN）。研究团队利用病毒逆行标记投射神经元结合化学遗传学操控的策略，发现抑制Sncg⁺脊髓投射神经元显著降低小鼠机械刺激的敏感性与机械痛诱发的防御反应，但对热、冷、辣椒素和福尔马林诱发的痛觉相关行为无明显影响。反之，激活这群投射神经元可诱发自发性疼痛样行为。

进一步，研究人员从环路水平探究了Sncg⁺脊髓投射神经元靶向不同的脑区在功能上的分工。发现Sncg⁺→PBN通路主要介导了机械刺激引起的反射性反应，而Sncg⁺→LRN通路则调控伤害性机械刺激诱发的防御行为。环路功能的差异可能与Sncg⁺神经元群体在解剖连接上的异质性有关。

在此基础上，LRN神经元在伤害性机械刺激下呈现出显著Fos激活与群体钙信号增强，且选择性操控接收脊髓Sncg⁺输入的LRN神经元能够调节机械痛相关行为，表明LRN介导了对伤害性机械刺激的防御反应。

那么，Sncg⁺投射神经元在脊髓的局部调控机制是什么？研究人员利用逆行跨单突触的伪狂犬病毒示踪策略，发现上游细胞类型包含生长抑素（somatostatin，Sst）阳性的兴奋性神经元以及强啡肽（prodynorphin，Pdyn）阳性

的抑制性神经元。进一步的研究验证了其与Sncg⁺投射神经元的功能连接，为脊髓水平机械痛信息传递和门控机制提供了解剖学和功能证据。

综上，该研究将Sncg⁺脊髓投射神经元与其靶向脑干通路、机械痛相关行为及关键的脊髓局部调控环路系统性联系起来，揭示了机械感觉信息在脊髓上行通路中选择性分流的组织原则，并确立LRN为机械性伤害刺激诱发防御反应的重要中枢节点。

图注：脊髓Sncg⁺投射神经元介导机械信息处理的局部和上行通路的模式图

脑智卓越中心孙衍刚研究员和窦艳侬副研究员为本论文的共同通讯作者。脑智卓越中心与上海科技大学联培博士研究生刘媛为第一作者。脑智卓越中心光学成像平台、实验动物中心、基因编辑平台提供了重要技术支持。该研究得到了国家自然科学基金委员会、脑科学与类脑研究重大专项、中国科学院青年创新促进会以及新基石科学基金会的资助。