Obwód ten mógłby pomóc wyjaśnić, dlaczego techniki mind-body służące kontrolowaniu bólu wydają się pomagać wielu ludziom.
„Wiemy, że mentalne działania wyższego mózgu — poznanie, pamięć, strach, niepokój — mogą powodować odczuwanie większego lub mniejszego bólu”, mówi Woolf. „Teraz potwierdziliśmy fizjologiczną ścieżkę, która może być odpowiedzialna za rozmiar bólu. Zidentyfikowaliśmy w mózgu regulator głośności dla bólu – teraz musimy się dowiedzieć, jak go wyłączyć.”
Ścieżka umysł-ciało
Wcześniej uważano, że odczuwanie bólu pochodzi od neuronów w rdzeniu kręgowym, które odbierają informacje sensoryczne z ciała i przekazują je do mózgu. Nowe badania wykazały, że mała grupa neuronów w korze mózgowej może wzmacniać wrażenia dotykowe, wysyłając projekcje do tych samych części rdzenia kręgowego, które odbierają informacje dotykowe z ciała (tzw. rogi grzbietowe).
„Anatomia tego obwodu była znana od jakiegoś czasu, ale nikt wcześniej nie przyjrzał się jego funkcji” – mówi He.
„W normalnych warunkach, warstwy dotyku i bólu w rdzeniu kręgowym są silnie oddzielone przez neurony hamujące,” rozwija Alban Latremoliere, PhD, jeden z czterech pierwszych autorów pracy. „Po uszkodzeniu nerwu, to hamowanie zostaje utracone, co prowadzi do tego, że informacje dotykowe aktywują neurony bólowe. Kiedy neurony rdzeniowe, które mają być tylko bólowe, wysyłają tę informację do mózgu, odczuwamy ból.”
On, Woolf i koledzy uważają, że zidentyfikowane przez nich neurony korowe mogą być potencjalnym celem dla leczenia dotykowego komponentu bólu neuropatycznego, poprzez leki lub ewentualnie stymulację elektryczną mózgu, przerywając pętlę sprzężenia zwrotnego, która wprowadza i wyolbrzymia reakcję bólową na normalnie niebolesny dotyk.
Gdy zespół odciął te neurony lub wyciszył je genetycznie w mysim modelu bólu neuropatycznego, myszy przestały się cofać od lekkich, niewinnych dotknięć, takich jak głaskanie miękkim pędzlem lub umieszczenie kawałka taśmy na spodzie stopy. Ale myszy zachowały wrażliwość na prawdziwie bolesne bodźce, odruchowo cofając łapy pod wpływem ciepła, zimna lub ukłuć.
Wyodrębnianie obwodów nerwowych
Badacze wykorzystali niedawno opracowane technologie do wizualizacji i namierzania konkretnych grup neuronów w mózgu i rdzeniu kręgowym. To pozwoliło im obserwować wyniki, gdy różne neurony zostały aktywowane lub wyciszone w modelu mysim, i obserwować, które obwody zostały aktywowane, gdy myszy były narażone na szkodliwe lub nieszkodliwe bodźce.
He zauważa, że niektórzy klinicyści próbowali używać stymulacji mózgu jako sposobu leczenia bólu neuropatycznego, nie zawsze z powodzeniem.
„Nasze odkrycia mogą pomóc nam ukierunkować stymulację na konkretne obszary lub grupy neuronów”, mówi He. „Interesujące mogłoby być spojrzenie na dane kliniczne i próba replikacji stymulacji u zwierząt, i zobaczenie jaki rodzaj stymulacji wyciszyłby te neurony.”
Z technologiami obrazowania funkcjonalnego, badacze mogliby zbadać jakie rodzaje interwencji maksymalnie hamują ten obwód, dodaje Woolf.
„Mamy teraz możliwość wyciszenia lub aktywacji całych grup neuronów i obrazowania ich wzorców elektrycznego odpalania z rozdzielczością pojedynczego neuronu,” mówi. „Nic z tego nie było możliwe 10 lat temu.”
Yuanyuan Liu, Alban Latremoliere i Zicong Zhang (Boston Children’s Hospital) oraz Xinjian Li (NIMH) byli pierwszymi autorami na papierze. (Latremoliere pracuje obecnie w Johns Hopkins Medical School.) Kuan Hong Wang (NIMH) był współautorem wraz z He i Woolf. Badanie zostało wsparte przez 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) i Boston Children’s Hospital IDDRC (NIH P30 HD018655, P30EY012196).