疼痛是一种高度主观且复杂的身心体验，其感知强度并非仅由外周伤害性输入决定。从脊髓背角门控、脑干下行调控，到岛叶、前扣带、丘脑和体感皮层整合，疼痛感知由整条神经轴共同塑造。以往针对疼痛的神经影像标志物多以大脑为中心，例如经典的神经疼痛模式（NPS）。这类模型有助于了疼痛客观评估，但也留下关键问题：作为伤害性信息进入中枢后的第一站，脊髓是否也参与了主观疼痛感知的编码？

为弄清这一问题，中国科学院心理研究所孔亚卓研究组与北京中医药大学、西安电子科技大学等单位合作，利用同步皮层—脊髓功能磁共振成像，提出新的疼痛激活强度图谱“皮层—脊髓疼痛强度模式（CsPIP）”。该模型将大脑、脑干及颈段脊髓作为一个整合神经轴系统进行分析，揭示了皮层—脊髓活动模式在解码个体疼痛感知、追踪镇痛效应以及预测慢性疼痛临床结局中的重要作用。

研究团队第一时间在健康被试热痛任务中采集同步皮层—脊髓 fMRI 信号，并采用 LASSO-PCR 算法训练 CsPIP。模型在训练集交叉验证和独立验证集上均能显著预测主观热痛强度。其权重覆盖双侧岛叶、背侧前扣带、丘脑、体感皮层、小脑、辅助运动区，以及颈髓背角和腹角等区域，说明疼痛感知由皮层、脑干和脊髓协同编码。

进一步验证显示，CsPIP 可推广至独立热痛数据和电刺激疼痛数据，捕捉跨刺激形式的共同疼痛表征；同时，它还能区分疼痛与瘙痒等非疼痛体感状态，不受观察他人受痛时的共情评分的影响，提示该图谱更特异地反映个体自身的伤害性疼痛体验。研究还将 CsPIP 与 NPS、SIIPS1 及脑区/脊髓单独模型比较，结果显示，整合脑与脊髓信号的 CsPIP 在疼痛感知解码、跨模态泛化和临床治疗变化追踪上更具优势，也凸显了脊髓信息的增量价值。

图1. CsPIP的预测表现及权重分布

在神经调控验证中，研究团队考察经皮神经电刺激（TENS）诱导镇痛过程中 CsPIP 的变化。真实 TENS 显著降低受刺激侧前臂疼痛评分，而伪刺激组及未刺激侧未出现相同效应。更重要的是，在真实 TENS 组中，CsPIP 变化与主观疼痛变化显著相关，提示该脑脊强度图谱能够追踪神经调控引发的疼痛缓解，为判断镇痛干预是否真正作用于目标神经通路给予客观指标。

图2. CsPIP预测TENS神经调控镇痛

研究还将 CsPIP 拓展至慢性疼痛临床场景。研究者在肠易激综合征患者中采集治疗前后的静息态皮层—脊髓 fMRI 数据，并利用低频振幅评估自发神经活动。结果显示，CsPIP 可预测低症状负担组患者的基线慢性疼痛严重程度，其治疗前后变化也能反映电针治疗引起的疼痛缓解。隐马尔可夫模型进一步发现，慢性疼痛下皮层—脊髓系统存在促痛和抗痛等动态状态，提示慢性疼痛还涉及神经轴状态转换失衡。

图3. CsPIP预测临床疼痛

综上，该研究建立了整合大脑与脊髓信号的疼痛激活强度图谱 CsPIP，突破了传统脑中心疼痛标志物的局限。CsPIP把疼痛感受强度转化为可量化的脑脊协同激活模式，并在实验疼痛、TENS 镇痛和慢性疼痛治疗变化中得到验证。未来，该图谱有望服务于疼痛客观评估、患者分型和闭环神经调控，为精准镇痛给予新的神经影像学工具。

该研究得到国家重点研发计划（2022YFC3500603）、国家自然科学基金（82441056、82572197）、北京自然科学基金（IS23108）和陕西省卫生健康科研创新能力提升计划批准项目（2025TD-03）的支持。

研究成果已在线发表于 Cell Reports Medicine。腾博会官网博士研究生林校民为第一作者，西安电子科技大学刘继欣教授、北京中医药大学刘存志教授、腾博会官网孔亚卓研究员为共同通讯作者。

论文信息：Lin et al., A predictive corticospinal model for pain perception, Cell Reports Medicine (2026), http://doi.org/10.1016/j.xcrm.2026.102793