Naukowcy dekodują fale mózgowe związane z przewlekłym bólem

Przewlekły ból jest jedną z najczęstszych dolegliwości na świecie. Szacuje się, że tylko w Stanach Zjednoczonych doświadczać go może jedna na pięć osób dorosłych, czyli ponad 50 milionów ludzi. Ból może trwać dniami, tygodniami, a nawet latami i wyniszczać organizm chorego. Współcześnie stosowane terapie często okazują się nieskuteczne.

„Wpływ przewlekłego bólu na życie ludzi jest ogromny”

– mówi Robert Jason Yong, dyrektor centrum leczenia bólu w Brigham and Women’s Hospital.

Obiektywnie zmierzyć ból

Do tej pory poziom odczuwanego bólu często określali sami pacjenci. Jednak taki sposób pomiaru nie jest wiarygodny, szczególnie w przypadku dzieci i osób, które mają trudności z porozumiewaniem się.

Z tego powodu zespół naukowców opracował nowy sposób obiektywnego pomiaru przewlekłego bólu. Jest to możliwe dzięki odczytywaniu sygnałów mózgowych osób chorych. Badania mogą zostać użyte do spersonalizowanych terapii. Lekarze mają nadzieję, że w przyszłości do mózgu pacjentów wszczepiane będą elektrody, które „przechwycą” i powstrzymają sygnały bólowe.

W nowych badaniach wzięło udział czterech ochotników, którzy odczuwali ból po amputacji (ból fantomowy kończyny) lub udarze. Naukowcy wszczepili do ich mózgów elektrody. Gdy uczestnicy wykonywali codzienne czynności, urządzenia zarejestrowały aktywność w dwóch obszarach mózgu, w których występują reakcje bólowe: przedniej części kory zakrętu obręczy i korze oczodołowo-czołowej.

Może cię zainteresować:

AI pomaga naukowcom

Przez sześć miesięcy pacjenci oceniali poziom bólu na standardowej skali, a w tym czasie implanty rejestrowały sygnały wysyłane przez ich mózgi. Naukowcy posłużyli się  następnie sztuczną inteligencją, która pomogła znaleźć wzorce w zgromadzonych danych. Dzięki temu udało się przewidzieć natężenie bólu u pacjentów, jedynie na podstawie fal mózgowych.

„Na bazie tych modeli stwierdziliśmy, że fale elektryczne o niskich częstotliwościach w korze oczodołowo-czołowej odpowiadały subiektywnemu natężeniu bólu każdego pacjenta”

– wyjaśnia Prasad Shirvalkar, neurolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco i współautor badania.

Shirvalkar podkreśla, że mierzenie sygnałów odpowiedzialnych za ból ma na celu informowanie o leczeniu, a nie podważanie subiektywnych odczuć pacjentów.

Wcześniejsze badania nad przewlekłym bólem polegały na skanowaniu mózgów chorych w warunkach laboratoryjnych. Teraz po raz pierwszy naukowcy zmierzyli poziom bólu podczas codziennych aktywności.

Porównanie wyników dot. bólu

Naukowcy porównali zgromadzone dane z sygnałami mózgowymi występującymi przy bólu krótkotrwałym. Okazało się, że ostry ból był bardziej związany z przednią korą zakrętu obręczy. To pierwsze bezpośrednie dowody, że za ból przewlekły i ostry odpowiadają inne rejony mózgu.

Polecamy: Plastyczny mózg i możliwości zmiany siebie. Neuroanatomia w praktyce

Lekarze podkreślają, że danych wciąż jest zbyt mało. Grupa badawcza liczyła jedynie cztery osoby, które cierpiały na przewlekły ból spowodowany uszkodzeniem nerwów. Konieczne są dalsze badania, aby móc uogólnić wyniki na wszystkich chorych.

Zespół naukowców już pracuje nad nowymi terapiami, które mają pomóc w leczeniu bólu za pomocą łagodnych sygnałów elektrycznych. Wysyłane są one wprost do mózgów uczestników badania, w miejscach wszczepienia implantów. Eksperci mają nadzieję, że ostatecznie grupa badawcza będzie liczyła 20–30 osób.

Dowiedz się więcej na temat przewlekłego bólu:

Źródło: „Nature Neuroscience”: First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers