Исследователи выявили в головном мозге ключевого виновника хронической боли 

Фото из открытых источников

Согласно новым исследованиям Университета Колорадо в Боулдере, скрытая в малоизученной области мозга нейронная цепь играет решающую роль в превращении временной боли в боль, которая может длиться месяцами или годами.

Исследование на животных, опубликованное в журнале The Journal of Neuroscience, показало, что подавление активности этого пути, известного как каудальная гранулярная островковая кора (CGIC), может предотвратить или остановить хроническую боль.

«В нашей работе использовались различные передовые методы для определения конкретной нейронной цепи головного мозга, имеющей решающее значение для принятия решения о переходе боли в хроническую форму и передачи команды спинному мозгу для выполнения этого указания», — сказала ведущий автор исследования профессор Линда Уоткинс. «Если этого ключевого человека, принимающего решения, заставить замолчать, хроническая боль не возникнет. Если же она уже есть, хроническая боль исчезнет».

Исследование проводится на фоне того, что соавтор исследования Джейсон Болл называет «золотой лихостью нейронауки». Благодаря новым инструментам, позволяющим генетически манипулировать точными популяциями клеток головного мозга, нейробиологи теперь могут с беспрецедентной точностью определять потенциальные мишени для новых методов лечения. Такие методы лечения, включая инфузии или интерфейсы «мозг-машина», в будущем могут стать более безопасной и эффективной альтернативой опиоидам. «Это исследование добавляет важную страницу к древу знаний о хронической боли», — сказал Болл.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, примерно каждый четвертый взрослый страдает от хронической боли, и почти каждый десятый жалуется, что хроническая боль мешает ему в повседневной жизни и работе.

Люди, страдающие от болей, связанных с нервной системой, часто испытывают состояние, называемое аллодинией, — крайнюю чувствительность, при которой даже легкое прикосновение причиняет боль.

Острая и хроническая боль действуют по-разному. Острая боль служит временным предупреждающим сигналом, который возникает, когда поврежденная ткань — например, ушибленный палец ноги — посылает сигнал в спинной мозг, а оттуда — в болевой центр головного мозга. Хроническая боль больше похожа на ложную тревогу, при которой болевые сигналы сохраняются в головном мозге в течение недель, месяцев или лет после заживления первоначального повреждения ткани.

«Почему и как боль не проходит, оставляя вас в состоянии хронической боли, — это важный вопрос, на который до сих пор нет ответа», — сказала Уоткинс.

В 2011 году лаборатория Уоткинс опубликовала исследование, предполагающее, что CGIC — скопление клеток размером с кубик сахара, скрытое глубоко в складках части человеческого мозга, называемой островковой корой, — играет важную роль в аллодинии. Исследования на людях также показали, что у пациентов с хронической болью наблюдается повышенная активность CGIC.

Однако долгое время единственным способом воздействия на CGIC было его удаление — непрактичный подход для лечения людей.

В новом исследовании команда использовала новые флуоресцентные белки, чтобы наблюдать, какие клетки центральной нервной системы загораются при повреждении седалищного нерва у крысы. Затем команда применила передовые «хемогенетические» методы для включения или выключения генов в определенных популяциях нейронов.

Исследователи обнаружили, что, хотя CGIC играет минимальную роль в обработке острой боли, он играет жизненно важную роль в поддержании болевого синдрома.

Согласно исследованию, CGIC посылает сигнал в центр обработки боли головного мозга, или соматосенсорную кору, которая, в свою очередь, дает команду спинному мозгу продолжать болевую реакцию.

«Мы обнаружили, что активация этого пути возбуждает ту часть спинного мозга, которая передает сигналы осязания и боли в мозг, в результате чего прикосновение теперь воспринимается также как боль», — сказал Болл.

Когда команда исследователей отключила клетки в этом сигнальном пути сразу после травмы, боль у крыс от травмы была кратковременной. У животных, уже страдающих хронической аллодинией, отключение этого пути привело к прекращению боли.

«Наше исследование наглядно демонстрирует, что определенные мозговые пути можно напрямую воздействовать на них для модуляции сенсорной боли», — сказал Болл.

До сих пор неясно, что именно побуждает CGIC начать посылать сигналы хронической боли. И необходимы дополнительные исследования, прежде чем полученные знания можно будет применить для помощи людям.

Однако Болл предполагает, что в недалеком будущем медицинские работники будут лечить боль с помощью инъекций или инфузий, воздействующих на определенные клетки мозга, без системных побочных эффектов и риска зависимости, связанных с опиоидами. Он также считает, что интерфейсы «мозг-машина», имплантируемые в череп или прикрепляемые к нему, могут играть аналогичную роль в лечении сильной хронической боли. По его словам, сейчас множество стартапов спешат первыми выйти на рынок.

«Теперь, когда у нас есть доступ к инструментам, позволяющим воздействовать на мозг не только на общую область, но и на конкретные субпопуляции клеток, поиск новых методов лечения продвигается гораздо быстрее», — сказал он.