Il circuito potrebbe aiutare a spiegare perché le tecniche mente-corpo per controllare il dolore sembrano aiutare molte persone.
“Sappiamo che le attività mentali del cervello superiore – cognizione, memoria, paura, ansia – possono far sentire più o meno dolore”, dice Woolf. “Ora abbiamo confermato un percorso fisiologico che può essere responsabile dell’entità del dolore. Abbiamo identificato un controllo del volume nel cervello per il dolore – ora abbiamo bisogno di imparare come spegnerlo.”
Un percorso mente-corpo
Si credeva che la sensazione di dolore avesse origine dai neuroni del midollo spinale che ricevono informazioni sensoriali dal corpo e le trasmettono al cervello. Il nuovo studio ha scoperto che un piccolo gruppo di neuroni nella corteccia può amplificare la sensazione del tatto, inviando proiezioni alle stesse parti del midollo spinale che ricevono le informazioni sensoriali tattili dal corpo (conosciute come le corna dorsali).
“L’anatomia di questo circuito è nota da tempo, ma nessuno ha effettivamente guardato la sua funzione prima”, dice He.
“In condizioni normali, gli strati del tatto e del dolore del midollo spinale sono fortemente separati da neuroni inibitori”, elabora Alban Latremoliere, PhD, uno dei quattro co-autori del documento. “Dopo una lesione nervosa, questa inibizione viene persa, portando le informazioni tattili ad attivare i neuroni del dolore. Quando i neuroni spinali che dovrebbero essere solo per il dolore inviano queste informazioni al cervello, sentiamo dolore”.”
Lui, Woolf e colleghi pensano che i neuroni corticali che hanno identificato potrebbero essere un potenziale bersaglio per trattare la componente tattile del dolore neuropatico, tramite farmaci o eventualmente stimolazione elettrica del cervello, rompendo un ciclo di feedback che introduce ed esagera la risposta al dolore al tocco normalmente non doloroso.
Quando il team ha tagliato questi neuroni o li ha messi a tacere geneticamente in un modello murino di dolore neuropatico, i topi hanno smesso di indietreggiare da tocchi leggeri e innocui, come l’accarezzamento con un pennello morbido o il posizionamento di un pezzo di nastro adesivo sulla parte inferiore di un piede. Ma i topi hanno mantenuto la loro sensibilità agli stimoli veramente dolorosi, ritirando di riflesso le loro zampe quando esposti al calore, al freddo o alle punture di spillo.
Telare i circuiti nervosi
I ricercatori hanno usato tecnologie recentemente sviluppate per visualizzare e indirizzare gruppi specifici di neuroni nel cervello e nel midollo spinale. Questo ha permesso loro di osservare i risultati quando diversi neuroni sono stati attivati o silenziati in un modello di topo, e osservare quali circuiti sono stati attivati quando i topi sono stati esposti a stimoli nocivi o innocui.
Fa notare che alcuni medici hanno cercato di utilizzare la stimolazione cerebrale come un modo di trattare il dolore neuropatico, non sempre con successo.
“I nostri risultati potrebbero aiutarci a indirizzare la stimolazione a particolari aree o gruppi di neuroni,” dice He. “Potrebbe essere interessante guardare i dati clinici e cercare di replicare la stimolazione negli animali, e vedere che tipo di stimolazione potrebbe far tacere questi neuroni.”
Con le tecnologie di imaging funzionale, gli investigatori potrebbero sondare quali tipi di interventi inibiscono al massimo questo circuito, aggiunge Woolf.
“Ora abbiamo la capacità di far tacere o attivare interi gruppi di neuroni e di visualizzare i loro modelli di sparo elettrico con risoluzione per singolo neurone”, dice. “Niente di tutto questo era possibile 10 anni fa”.
Yuanyuan Liu, Alban Latremoliere e Zicong Zhang (Boston Children’s Hospital) e Xinjian Li (NIMH) sono stati co-first autori del documento. (Latremoliere è ora alla Johns Hopkins Medical School.) Kuan Hong Wang (NIMH) era co-autore senior insieme a He e Woolf. Lo studio è stato sostenuto dalla Craig Neilsen Foundation, la Paralyzed Veterans of America Foundation, il Dr. Miriam e Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, l’Istituto Nazionale per i disturbi neurologici e l’ictus, il NIMH (ZIA MH002897) e il Boston Children’s Hospital IDDRC (NIH P30 HD018655, P30EY012196).