Piiri voisi auttaa selittämään, miksi mielen ja kehon tekniikat kivun hallitsemiseksi näyttävät auttavan monia ihmisiä.
”Tiedämme, että korkeampien aivojen henkiset toiminnot – kognitio, muisti, pelko, ahdistus – voivat aiheuttaa sen, että ihminen tuntee enemmän tai vähemmän kipua”, Woolf sanoo. ”Nyt olemme vahvistaneet fysiologisen reitin, joka voi olla vastuussa kivun laajuudesta. Olemme tunnistaneet aivoissa kivun äänenvoimakkuuden säätimen — nyt meidän on opittava, miten se kytketään pois päältä.”
Mielen ja kehon välinen reitti
Kivun aistimisen uskottiin aiemmin lähtevän liikkeelle selkäytimen neuroneista, jotka ottavat vastaan aistitietoa kehosta ja välittävät sen edelleen aivoihin. Uudessa tutkimuksessa havaittiin, että pieni ryhmä aivokuoren neuroneja voi vahvistaa kosketustuntemusta lähettämällä projektioita samoihin selkäytimen osiin, jotka vastaanottavat tuntoaistitietoa kehosta (niin sanotut selkäydinsarvet).
”Tämän piirin anatomia on ollut tiedossa jo jonkin aikaa, mutta kukaan ei ole oikeastaan tarkastellut sen toimintaa aiemmin”, He sanoo.
”Normaalitilanteessa selkäytimen kosketus- ja kipukerrokset erotetaan toisistaan voimakkaasti inhiboivilla neuroneilla”, tarkentaa tohtori Alban Latremoliere, joka on yksi tutkimuksen neljästä ensimmäisestä kirjoittajasta. ”Hermovaurion jälkeen tämä inhibitio katoaa, jolloin kosketustieto aktivoi kipuneuroneja. Kun selkäydinneuronit, joiden pitäisi olla vain kipua tuottavia, lähettävät tämän tiedon aivoihin, tunnemme kipua.”
Hän, Woolf ja kollegat uskovat, että heidän tunnistamansa aivokuoren neuronit voisivat olla potentiaalinen kohde neuropaattisen kivun taktiilikomponentin hoidossa lääkkeillä tai mahdollisesti aivojen sähköisellä stimulaatiolla katkaisemalla takaisinkytkentäsilmukan, joka synnyttää ja liioittelee kipuvasteen normaalisti ei-kivuliaaseen kosketukseen.
Kun tutkimusryhmä katkaisi nämä neuronit tai vaimensi ne geneettisesti neuropaattisen kivun hiirimallissa, hiiret lakkasivat kammoksumasta kevyitä, harmittomia kosketuksia, kuten silittämistä pehmeällä pensselillä tai teipin asettamista jalan pohjalle. Mutta hiiret säilyttivät herkkyytensä todella kivuliaille ärsykkeille, ja ne vetivät refleksinomaisesti tassunsa pois, kun ne altistuivat kuumuudelle, kylmyydelle tai neulanpistoille.
Hermopiirien tunnistaminen
Tutkijat käyttivät hiljattain kehitettyjä tekniikoita, joiden avulla he pystyivät havainnollistamaan ja kohdentamaan aivoissa ja selkäytimessä sijaitsevia tiettyjä hermosoluryhmiä. Näin he pystyivät tarkkailemaan tuloksia, kun hiirimallissa aktivoitiin tai vaiennettiin eri neuroneita, ja havainnoimaan, mitkä piirit aktivoituivat, kun hiiret altistettiin haitallisille tai vaarattomille ärsykkeille.
He huomauttaa, että jotkut kliinikot ovat kokeilleet aivostimulaation käyttämistä keinona neuropaattisen kivun hoitoon, mutta eivät aina menestyksekkäästi. ”Löydöksemme saattaisivat auttaa meitä kohdentamaan stimulaation tiettyihin alueisiin tai hermosoluryhmiin”, He sanoo. ”Voisi olla mielenkiintoista tarkastella kliinisiä tietoja ja yrittää toistaa stimulaatio eläimillä ja nähdä, millainen stimulaatio hiljentäisi nämä neuronit.”
Funktionaalisen kuvantamistekniikan avulla tutkijat voisivat tutkia, millaiset interventiot estävät maksimaalisesti tätä piiriä, lisää Woolf.
”Meillä on nyt mahdollisuus hiljentää tai aktivoida kokonaisia neuroniryhmiä ja kuvata niiden sähköisen laukaisun malleja yksittäisen hermosolun erottelukyvyllä”
, hän sanoo. ”Mikään tästä ei ollut mahdollista 10 vuotta sitten.”
Yuanyuan Liu, Alban Latremoliere ja Zicong Zhang (Bostonin lastensairaala) sekä Xinjian Li (NIMH) olivat artikkelin ensimmäisiä kirjoittajia. (Latremoliere on nyt Johns Hopkinsin lääketieteellisessä tiedekunnassa.) Kuan Hong Wang (NIMH) oli toinen kirjoittaja yhdessä He:n ja Woolfin kanssa. Tutkimusta tukivat Craig Neilsenin säätiö, Paralyzed Veterans of America Foundation, Dr. Miriam ja Sheldon G. Adelsonin lääketieteellinen tutkimussäätiö, National Institute for Neurological Disorders and Stroke, NIMH (ZIA MH002897) ja Bostonin lastensairaalan IDDRC (NIH P30 HD018655, P30EY012196).