Kredsløbet kan være med til at forklare, hvorfor mind-body-teknikker til smertekontrol synes at hjælpe mange mennesker.
“Vi ved, at mentale aktiviteter i den højere hjerne – kognition, hukommelse, frygt, angst – kan få dig til at føle mere eller mindre smerte”, siger Woolf. “Nu har vi bekræftet en fysiologisk vej, som kan være ansvarlig for omfanget af smerten. Vi har identificeret en volumenkontrol i hjernen for smerte – nu skal vi lære at slukke for den.”
En sind-krop-vej
Smertefornemmelse blev tidligere anset for at stamme fra neuroner i rygmarven, der modtager sensoriske oplysninger fra kroppen og videresender dem til hjernen. Den nye undersøgelse viste, at en lille gruppe neuroner i hjernebarken kan forstærke berøringsfornemmelsen ved at sende projektioner til de samme dele af rygmarven, der modtager taktile sanseinformationer fra kroppen (kendt som dorsalhornene).
“Anatomien af dette kredsløb har været kendt i nogen tid, men ingen har tidligere undersøgt dets funktion,” siger He.
“Under normale forhold er berørings- og smertelagene i rygmarven stærkt adskilt af hæmmende neuroner”, uddyber Alban Latremoliere, ph.d., en af de fire medførste forfattere på artiklen. “Efter en nerveskade går denne hæmning tabt, hvilket fører til, at berøringsinformation aktiverer smerteneuroner. Når de neuroner i rygsøjlen, som kun skulle være smerteaktive, sender denne information til hjernen, føler vi smerte.”
Han, Woolf og kolleger mener, at de kortikale neuroner, de identificerede, kunne være et potentielt mål for behandling af den taktile komponent af neuropatiske smerter via lægemidler eller muligvis elektrisk stimulering af hjernen, idet de bryder et feedbackloop, der introducerer og overdriver smertereaktionen på normalt ikke-smertefuld berøring.
Når holdet afbrød disse neuroner eller gjorde dem genetisk tavse i en musemodel af neuropatiske smerter, holdt musene op med at vige tilbage fra lette, uskadelige berøringer, såsom at stryge med en blød pensel eller at placere en smule tape på fodens underside. Men musene beholdt deres følsomhed over for virkelig smertefulde stimuli og trak refleksivt deres poter tilbage, når de blev udsat for varme, kulde eller nålestik.
Teknik til at finde frem til nervekredsløb
Forskerne brugte nyligt udviklede teknologier til at visualisere og målrette specifikke grupper af neuroner i hjernen og rygmarven. Dette gjorde det muligt for dem at observere resultaterne, når forskellige neuroner blev aktiveret eller tavse i en musemodel, og observere, hvilke kredsløb der blev aktiveret, når musene blev udsat for skadelige eller uskadelige stimuli.
Han bemærker, at nogle klinikere har forsøgt at bruge hjernestimulering som en måde at behandle neuropatiske smerter på, men ikke altid med succes.
“Vores resultater kan hjælpe os med at målrette stimuleringen til bestemte områder eller grupper af neuroner,” siger He. “Det kunne være interessant at se på kliniske data og forsøge at replikere stimuleringen i dyr og se, hvilken slags stimulering der ville lukke munden på disse neuroner.”
Med funktionelle billeddannelsesteknologier kunne forskerne undersøge, hvilke former for interventioner der maksimalt hæmmer dette kredsløb, tilføjer Woolf.
“Vi har nu mulighed for at lukke munden på eller aktivere hele grupper af neuroner og afbilde deres mønstre af elektrisk affyring med enkelt-neuronopløsning,” siger han. “Intet af dette var muligt for 10 år siden.”
Yuanyuan Liu, Alban Latremoliere og Zicong Zhang (Boston Children’s Hospital) og Xinjian Li (NIMH) var medførste forfattere på artiklen. (Latremoliere er nu på Johns Hopkins Medical School.) Kuan Hong Wang (NIMH) var medforfatter sammen med He og Woolf. Undersøgelsen blev støttet af Craig Neilsen Foundation, Paralyzed Veterans of America Foundation, Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, National Institute for Neurological Disorders and Stroke, NIMH (ZIA MH002897) og Boston Children’s Hospital IDDRC (NIH P30 HD018655, P30EY012196).