迷走神经是连接外周器官与大脑的重要通路，迷走神经刺激（vagus nerve stimulation, VNS）已被临床用于药物难治性抑郁症的治疗，并显示出缓解疼痛的潜力。然而，迷走神经传入信号如何在脑内影响躯体疼痛加工，并进一步改变疼痛相关负性情绪，长期以来仍缺乏明确的机制解析。

2026年6月3日，复旦大学脑科学研究院/脑功能与脑疾病全国重点实验室、脑科学前沿科学中心邓菡菲团队及中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心肖雄团队在Nature Neuroscience杂志上发表题为 “A brainstem pathway underlying vagal modulation of somatic pain and affective states（迷走神经调控躯体疼痛与情绪状态的脑干环路机制）” 的研究论文。该研究系统阐明了延髓尾侧孤束核（caudal nucleus of the solitary tract, cNTS）中投射至中脑导水管周围灰质（periaqueductal gray, PAG）的神经元群，是连接迷走神经刺激、躯体疼痛加工和负性情绪状态的重要脑干节点；VNS可通过cNTS局部抑制性微环路减弱这一通路的疼痛相关活动，并缓解疼痛相关行为及负性情绪状态。

研究团队首先基于孤束核不同下游投射通路，系统筛选了各孤束核亚群在疼痛相关行为中的作用。结果显示，激活投射至PAG的cNTS神经元（cNTS^PAG神经元）可在小鼠中诱发疼痛相关的回避行为、发声反应和负性面部表情；其神经活动亦可特异响应伤害性刺激。更为重要的是，在疼痛预测学习过程中，这群神经元逐渐形成由预测线索诱发的神经活动，提示孤束核不仅传递外周感觉信息，也参与疼痛威胁预测和适应性行为形成。进一步的环路研究揭示，脊髓传入可通过“脊髓—孤束核—PAG”通路参与躯体伤害信息加工。

孤束核不仅接收来自脊髓的输入，也是迷走神经传入的重要枢纽。那么，迷走神经传入信号是否在孤束核层面与躯体伤害信息发生交汇，从而影响疼痛及其相关负性状态？研究发现，VNS可降低机械伤害刺激引起的疼痛反应和条件性位置厌恶，并明显减弱疼痛诱发的cNTS^PAG神经元活动。机制上，VNS通过增强cNTS局部GABA能抑制性神经元活动，对参与疼痛加工的cNTS^PAG神经元活动进行门控，从而发挥缓解疼痛相关行为的作用。不仅如此，研究团队还发现，cNTS^PAG神经元能够通过腹侧被盖区（VTA）影响伏隔核外侧壳区的多巴胺信号，并参与疼痛相关回避行为的产生；VNS则能够缓解疼痛诱发的伏隔核多巴胺下降。

综上，该工作揭示了一条连接躯体伤害输入、脑干疼痛加工、中脑输出和伏隔核多巴胺信号的神经通路，阐明了VNS如何以迷走神经为脑体通信入口，在脑干层面调节疼痛加工，并进一步影响疼痛相关负性情绪状态。该研究不仅拓展了对孤束核这一脑体互作重要枢纽脑区功能的认识，也为理解疼痛、情绪状态与迷走神经调控之间的联系提供了新的实验依据，并为未来优化VNS在疼痛及相关情绪障碍干预中的应用提供了理论基础。

复旦大学脑科学研究院博士生唐源和邵瑞新竹为该论文的共同第一作者，复旦大学邓菡菲研究员和中国科学院肖雄研究员为论文的共同通讯作者。课题组罗刘欣宇、廖立强、王晓钰和朱航飞为该研究作出了重要贡献。该工作得到科技部、国家自然科学基金委、临港实验室和本源基金等的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41593-026-02313-0