疼痛是許多疾病中最令人痛苦的症狀，其帶給病患的折磨遠超過疾病本身對身體造成的直接損傷。因此，減輕病人的疼痛與治癒疾病同等重要。慢性疼痛依其發生原因可分為三類：(1) 因周邊或中樞神經系統受損而產生的神經性疼痛 (neuropathic pain)，例如因糖尿病神經病變而產生的神經痛，(2) 因身體組織受到外傷或疾病損傷而產生的傷害感受性疼痛 (nociceptive pain)，例如因關節退化或肌肉筋膜受傷產生的疼痛，以及 (3) 因周邊或中樞神經系統對痛覺刺激變得異常敏感而產生的傷害可塑性疼痛 (nociplastic pain)，例如纖維肌痛症（fibromyalgia）。傳統痛覺理論認為疼痛是由於神經或組織損傷後痛覺末梢的過敏反應所導致，然而大腦的疼痛神經迴路發生病態變化亦可能促使疼痛產生和持續。本次演講將與各位先進分享以腦影像技術來探討疼痛的研究現況和未來展望。疼痛並非由單一腦區所負責，而是牽涉到廣泛的神經網路連結。一般認為與大腦處理痛覺的腦部區域，例如前扣帶皮質 (anterior cingulate cortex)，島葉皮質 (insular cortex)，以及初級和次級體感覺皮質(primary and secondary somatosensory cortices)等區域相關，這些區域統稱為“疼痛腦區”，這些腦區透過彼此間的協調整合作用產生疼痛的感覺與經驗。腦影像研究發現長期的神經性疼痛、傷害感受性疼痛、以及傷害可塑性疼痛都會對疼痛腦區的結構，功能，以及腦區之間的連結性造成異常，也就是疼痛所誘發的不良適應塑性  (maladaptive plasticity)的效應。以神經性疼痛為例，我們的研究發現神經性疼痛的病患的大腦疼痛腦區的體積與健康成年人相比較小，其痛覺網路的連結性也較低，尤其是視丘(thalamus) 與其他疼痛相關腦區的結構與功能的連結強度減弱，並且腦區連結強度的減弱與病患周邊神經的損壞退化程度呈正相關。雖然將腦影像技術直接應用到臨床慢性疼痛病患的診斷和治療還需要更多研究來驗證，腦影像技術可以提供一個非侵入性的方式來評估慢性疼痛對大腦的影響，有助於了解腦部處理疼痛的結構及功能網路，並有潛力當作生物指標(biomarkers)來監測藥物及非藥物療法效果。達到此三個目的以改善疼痛病患的處置是疼痛腦影像研究未來努力的方向。