研究人员已经绘制出从皮肤感知冷温到大脑传递的完整路径图，揭示了脊髓放大器的存在，并为治疗冷痛提出了新的可能性。

密歇根大学的科学家们已经确定了一个完整的感官回路，该回路可以解释皮肤如何感知凉爽温度并将该信息传递给大脑。

据研究团队称，这是科学家们首次绘制出专门负责凉爽感觉的完整神经通路图。该发现表明，感知炎热和寒冷是由不同的生物系统负责的，这指向了一种进化设计，使得机体能够精确检测温度并对环境变化作出适应性反应。本研究的主要作者卜段（音）将其描述为一种精细的解决方案，能够通过精确感知温度来支持生存。

“皮肤是人体最大的器官。它能帮助我们感知环境，区分不同的刺激，”密歇根大学分子、细胞与发育生物学助理教授段（Duan）说。“关于它是如何做到的，仍有许多有趣的问题，但现在我们知道了感知凉爽温度的一条途径。这是第一个从皮肤到大脑的全路径已明确界定的温度感觉神经回路。”

段（Duan）解释说，这一发现不仅加深了我们对身体如何处理感官信息的理解，还有助于我们了解人类是如何进化以保持在安全温度范围内并避免极端条件的。他指出，这项研究最终可能会推动医疗进步，从而提高人们的生活质量，尤其是在温度敏感性受到干扰的情况下。

对医学研究的影响

段表示，例如，70% 以上接受过化疗的人会有因寒冷而引发的痛感。这项新研究发现，负责感知无害寒冷的神经回路并不是这种冷痛的媒介。但是，通过了解在正常情况下冷却感应回路如何正常工作，研究人员现在更有机会发现疾病或损伤中出错的原因。这还有助于开发靶向疗法，在不影响正常温度感知的情况下恢复健康感觉。

本研究由国家卫生研究院资助，并与肖恩·徐及其在密歇根大学生命科学研究所的研究团队合作完成。

一个酷炫的放大器发现

段（Duan）及其团队在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊上发表的研究中，采用精密的成像技术和电生理学来观察小白鼠如何将皮肤感受到的凉爽温度传递到大脑。

过去，该团队已将这种方法应用于其他感觉。该研究团队由博士后研究员韩奎宇（Hankyu Lee）以及博士生夏春荷（Chia Chun Hor）和洛林·霍维茨（Lorraine Horwitz）领导，此次将研究重点转向了温度。

段表示：“这些工具使我们能够确定先前发现的化学性瘙痒和机械性瘙痒的神经通路。”“我们团队齐心协力，确定了这条非常有趣且专注的传递冷感的通路。”

凉爽的感觉始于皮肤，皮肤上有分子感受器，能够检测到大约15至25摄氏度（相当于59至77华氏度）范围内的特定温度。当这些感受器启动时，会激发初级感觉神经元，向脊髓发送凉爽信号。在这里，研究团队发现信号由专门的中间神经元放大，然后激活与大脑相连的投射神经元。

研究人员先前就已了解皮肤的分子“温度计”——这部分研究成果使加利福尼亚州的研究人员荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖——但脊髓的“放大器”却是一个未知的关键要素。研究小组发现，在“放大器”失效的情况下，冷信号会在噪声中消失。

段（Duan）说，尽管这项研究是在小白鼠身上进行的，但通过基因测序已证实该回路中的每一个组成部分都存在于人体内。因此，很可能是同样的路径让我们在炎炎夏日踏入空调房时感受到清凉舒爽。

未来，研究小组希望弄清与急性冷痛相关的通路或多种通路。

“我认为，疼痛感将会更为复杂，”段说，“当我们处于更危险的境地时，可能会有多条路径参与其中。”

他的团队还对大脑如何处理这些不同的皮肤信号感兴趣，以及人类是如何进化到不仅能够对它们进行区分，而且还能将它们与情绪联系起来从而保护自己。事实上，正是对这类问题的好奇心，最初激发了段的研究工作，这也让他在密歇根州工作时不断受到启发。

“夏天的时候，我喜欢沿着密歇根湖散步，微风拂过脸庞，我感到非常凉爽、惬意，”段暄说道，“但冬天对我来说真是糟糕透了。”

参考文献：《小鼠冷感专用皮肤-大脑回路》，作者：Hankyu Lee、Chia Chun Hor、Lorraine R. Horwitz、Ailin Xiong、Xin-Yu Su、Daniel R. Soden、Sarah Yang、Wei Cai、Wenwen Zhang、Chen Li、Christopher Radcliff、Abbey Dinh、Tin Long Rex Fung、Ilma Rovcanin、Kevin P. Pipe、X. Z. Shawn Xu 和 Bo Duan，发表于2025年7月28日，《自然-通讯》（Nature Communications）。DOI：10.1038/s41467-025-61562-y

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