疼痛最基本的作用是警示我们有实际或即将受到的身体损伤。这显然是至关重要且具有高度适应性的功能——表明有需要解决的问题。但当疼痛在没有损伤的情况下出现时,或者(如慢性疼痛)在正常愈合期之后持续存在时,它本身就成了问题。据估计,全球有多达10%的人口患有慢性疼痛。仅在英国,2016年的一项荟萃分析显示,1/3~1/2的人口经历过慢性疼痛。这对医疗保健系统和全球经济都是沉重负担。 [2]
是什么导致了慢性疼痛呢?有观点认为,疼痛是对身体损伤的简单且直接的反应,但该观点早已被临床实践和心智科学抛弃。相反,疼痛通常被认为可分成两种不同的类别:伤害性疼痛和神经性疼痛。伤害性疼痛是执行其适应性功能的疼痛,表明实际或有潜在威胁的身体损伤,例如,你感到手指被划伤的刺痛、骨折的剧烈疼痛或伴随感染的搏动性疼痛。与之相反,神经性疼痛被定义为由影响传递疼痛体验或疼痛信息处理的感受系统的病损引起的疼痛。伤害性疼痛正在告诉我们身体出了点儿问题,但神经性疼痛(如糖尿病神经病变,其中由高血糖引起的神经损伤导致了肢体疼痛)更像是疼痛信号系统本身出现了问题。
伤害性疼痛可以比作汽车上正确指示出某种机械或电气问题的警告灯。神经性疼痛则更像是一个有故障的警告灯——由于线路损坏而持续发出干扰信号。但随着科学家们越发深入研究疼痛的本质和起源,即使这两个非常广泛的类别也很难囊括所有情况。2016年,第三个类别加了进来,被称为“可塑性疼痛”。 [3] 这指的是疼痛信号的异常处理引起的疼痛,没有明显的组织损伤或任何其他公认的系统病理学证据。换句话说,警告灯亮着,但根本没有明显的原因,连警告灯线路本身都没有损坏。
预测处理为最后这个神秘类别提供了一些令人着迷的线索。在一个不断发展的研究领域中重复出现的主题是,我们对自身疼痛状态的有意识和无意识的期望可以对我们体验的疼痛程度产生令人惊讶的巨大影响。 [4] 早在20世纪90年代的研究中,牛津大学的艾琳·特雷西教授和她的团队展示了对疼痛的期望激活了与疼痛体验相关的关键神经回路。 [5] 在一项引人注目的fMRI(功能磁共振成像)研究中,他们发现宗教信仰可以调节对生理疼痛的体验,认为一种对感觉信号的高层级重构可以介导实际体验并产生镇痛效果。 [6] 当看到宗教图像时,宗教信徒报告的疼痛程度要比看到相同图像的无神论者低。但如果将图像更改为没有宗教意义的图像,那么两组报告的疼痛程度就相当了。通过各种形式的主动重构来改变疼痛体验的潜力是一个引人入胜的主题,我们会在第7章再次讨论,它只是“黑进”我们自己的预测性大脑的众多方式之一。
最近的研究表明,许多这种效应取决于我们(有意识或无意识地)做出怎样的预测,以及正如我们马上会看到的,我们对自己身体的关注方式。就像眼睛和耳朵向外感知一样,大脑并不被动地等待向内感知的疼痛信息通过神经传递过来。相反,它主动地预测疼痛信息的到来和强度,并估计自己的预测可能会有多可靠,然后相应地上调或下调经验上的疼痛。甚至一些简单的语言操纵,比如牙医将你即将体验到的感觉描述为“轻轻挠个痒”,都会改变你体验牙钻效果的方式。但这些效果不仅取决于你听到的话,还取决于你对牙医所说内容的相信程度。
要理解这一点,我们就需要在预测处理谜题中添加最后一块至关重要的拼图。我们已经知道,人类体验是在预测和感官证据交汇点产生的。但这两股强大的力量如何交汇与平衡还由一个因素——大脑对它们的相对可靠性和重要性的最佳估计——灵活决定。预测处理的表述称之为估计的“精度”,并将其作为预测和感官刺激的可变权重。根据这些表述,预测性大脑不断估计精度,并相应地改变它们处理感官证据和自己预测的方式。这意味着我们需要考虑的不仅有大脑的预测和传入的感官证据,还有这些对精度的估计如何灵活改变它们之间的权力平衡。
精度被认为是在整个大脑的神经元集群中估计的。由此产生的“精度变化”为从原始感官刺激到人类体验的漫长过程中的机动提供了空间。对于电影《威龙杀阵》中的道尔顿来说,这样的变化也许能使他对自己的疼痛体验施加一定程度的控制。而对于那名建筑工人来说,无意识的精度变化导致他即使没有身体损伤也体验了难以忍受的疼痛。他的疼痛在某种程度上是作为对视觉信息(看到穿过靴子的钉子)的反应而形成的,这些信息似乎提供了强有力且可靠的身体严重损伤的证据。
多项研究表明了估计的可靠性(精度)对疼痛体验的影响。在一项这样的研究中,研究人员使用热刺激来诱发不同强度的疼痛,同时操纵受试对象对疼痛强度的期望。 [7] 研究人员通过如实告知受试对象何时会接受低、中或高强度的热刺激,或让他们预估一个“未知”强度,来建立受试对象的自信预期。他们的自信预期如何影响了他们的感知呢?当受试对象对剧烈疼痛有可靠的预期时,他们对高强度刺激会感到更加疼痛。同样,当他们被低强度疼痛的语言提示——就像牙医说的“轻轻挠个痒”——预示时,他们会觉得低强度刺激更不疼。但当预测变得不确定时,这些效应都消失了。这一结果与大脑对精度(可靠性)的最佳估计在塑造我们的体验方面起着不可或缺的作用的观点非常吻合。只有被我们的大脑估计为可靠的预测才能对我们的感觉产生强烈影响。如果你真的不太信任你的牙医,那么情况可能就会完全不同。
然而,也有研究表明,对疼痛强度的基于预测的影响有时候可以在完全不涉及有意识期望的情况下被诱导。使用标准技术(例如迅速闪现视觉线索,使之仅进入潜意识水平),对即将到来的疼痛建立强烈(精确)的无意识预测是可能的。在一项实验中,不同的潜意识呈现的视觉刺激(两张不同男性面孔的图片)与随后不同强度的电击配对。一旦这种面孔/疼痛的关联在无意识中习得,随后在潜意识水平呈现“低强度”面孔后施加的电击,比在呈现高强度线索(另一张面孔)之后施加相同的电击感受到的疼痛要轻。 [8] 即使同样的面孔后来被展示得够久,足以进入意识觉知,这种减轻疼痛的效应仍然存在。尽管在习得阶段从未有意识地体验不同的面孔/电击的关联,但大脑的预测机制明显已经捕捉到了它,并使用它来塑造我们对疼痛的体验。
这证实了有意识的预测、信心和期望仅构成了传递人类体验的复杂多层级的预测机制中的一小部分。它们仅仅是预测过程的冰山一角。