慢性骨骼肌肉疼痛（CMP）造成了健康问题和经济负担。除了持续的疼痛症状外，认知功能的加速衰退以及痴呆风险的增加成为CMP患者面临的问题。然而，关于这一现象的神经机制尚不清晰，因而缺乏预防措施。在衰老过程中，身体的各个系统均会表现出衰老的轨迹。其中，大脑的加速老化是造成认知损伤和痴呆的原因。前期，中国科学院心理研究所涂毅恒研究组发现，慢性疼痛患者的海马区域会出现加速老化的现象，并中介了患者认知功能的损伤。然而，慢性疼痛的异质性高、机制复杂，因此不同类型慢性疼痛患者大脑老化的模式和机制尚不清楚。涂毅恒研究组利用超过9000人的横向数据和纵向数据，刻画了多种CMP群体（包括肩颈痛、腰背痛、髋部痛、膝痛）的脑老化特征，并解码了背后的遗传分子机制。相关研究成果以Morphological and genetic decoding show heterogeneous patterns of brain aging in chronic musculoskeletal pain为题，在线发表在《自然-精神卫生》（Nature Mental Health）上。该研究基于UK Biobank数据库6000多名健康人的结构MRI数据，构建了大脑年龄预测模型，并利用其对CMP的大脑老化模式进行评估。研究发现，在多种CMP类型中，仅患有膝骨关节炎（KOA）的群体表现出大脑老化加速，且在另一批独立数据中验证了这一发现。进一步，分析表明，海马等负责认知功能的脑区是导致大脑老化加速的重要来源。研究对KOA患者进行了5年随访，揭示了大脑老化加速程度在预测膝骨关节炎患者记忆损伤与痴呆风险方面的价值。为进一步阐释KOA大脑老化加速的分子生物基础，该研究将大脑老化的空间模式与人类大脑转录图谱相结合，发现SLC39A8基因表达特性、神经胶质细胞以及神经发育相关生物路径是KOA大脑老化加速的关键因素。该成果多尺度地揭示了KOA患者的大脑加速老化现象和机制，为剖析CMP与大脑老化之间的关系提供了新视角。这为未来临床诊疗更好地探讨和预测CMP患者的认知衰退奠定了理论基础，并强调了早期干预减缓CMP患者的大脑老化进程并保持其认知功能的重要性。研究工作得到科技创新2030-重大项目“脑科学与类脑研究”青年科学家项目、国家自然科学基金和中国科协青年人才托举工程项目的支持。论文链接研究框架示意图