科學家可能發現大腦轉向慢性疼痛

這項研究在動物身上進行，發表在《神經科學雜誌》上，重點關注尾部顆粒島葉皮質（CGIC）區域。研究人員發現，關閉該電路可以防止慢性疼痛的發生，並在疼痛開始後停止它。

「我們的研究使用各種尖端方法來繪製特定的大腦迴路，這些迴路對於決定疼痛是否變成慢性並指示脊髓遵循這些指令非常重要，」資深作者琳達·沃特金斯說。文理學院行為神經科學教授說。 “如果這個重要的決策者保持安靜，慢性疼痛就不會發生。如果持續下去，慢性疼痛就會消失。”

新工具推動“神經科學淘金熱”

這項工作是在大腦研究快速發展的時期進行的。第一作者傑森·鮑爾（Jayson Ball）將當前時刻描述為“神經科學的淘金熱”，由先進的工具驅動，使科學家能夠精確控制特定的腦細胞群。

透過這些技術，研究人員現在能夠確定與慢性疼痛等複雜疾病相關的確切神經通路。這種詳細程度可以幫助指導新療法的開發。包括標靶藥物的管理或腦機之間的連接。這可能為使用鴉片類藥物提供更安全的替代方案。

「這項研究為慢性疼痛的知識樹增添了另一個重要葉子，」五月從沃特金斯實驗室獲得博士學位的鮑爾說。目前在加州新創公司 Neuralink 工作，該公司致力於開發腦機介面和人類健康，他說

當疼痛訊號沒有關閉時

慢性疼痛是一個普遍存在的問題。根據疾病管制中心的數據，大約四分之一的成年人遇到這個問題。近十分之一的人表示這幹擾了他們的日常生活。

神經相關疼痛的一個共同特徵是異常性疼痛。在這種情況下，即使是最輕微的觸摸也會感到疼痛。

短期和長期疼痛的表現非常不同。急性疼痛是一個警訊。它始於受傷的組織，例如突出的腳趾。訊息透過脊髓發送到大腦。然而，即使傷口癒合後，慢性疼痛仍然持續。這會導致誤報可能持續數週、數月或數年。

「為什麼以及如何？疼痛無法治癒。導致你慢性疼痛。這是一個仍在回答的重要問題，」沃特金斯說。

針對治療疼痛的大腦通路

Watkins 實驗室 2011 年的先前研究表明 CGIC 是疼痛敏感性的關鍵參與者。這個小區域大約有一個方糖大小。它位於腦島深處，是大腦中負責處理感覺的部分。對人類的研究發現，患有慢性疼痛的人往往會過度使用該區域。

直到最近，詳細研究這個區域仍然很困難。因為影響該區域的唯一方法就是將其移除。這不是一個現實的治療選擇。

在這項新研究中，研究小組使用螢光蛋白來追蹤小鼠脊髓損傷後哪些神經元被活化。然後，他們使用先進的「化療」方法來開啟或關閉選定神經元內的特定基因。

結果表明，CGIC 在控制即時疼痛方面並不是很重要。但隨著時間的推移，有必要治療持續的疼痛。

大腦如何抑制疼痛？

研究人員發現 CGIC 會向大腦皮質發送訊號。體感 這是大腦中處理觸覺和疼痛的部分。然後該區域與脊髓相通。為了有效地繼續傳遞疼痛信號

「我們發現激活這條通路會刺激脊髓中將觸摸和疼痛傳遞到大腦的部分。它也會導致觸摸被視為疼痛，」鮑爾說。

當科學家在受傷後不久關閉這條路線時，在慢性疼痛的情況下，動物只會經歷很短的一段時間的疼痛。關閉電路可以使疼痛停止。

鮑爾說：“我們的研究提供了強有力的證據，表明可以直接針對特定的大腦通路來調節感覺疼痛。”

尋找慢性疼痛的新療法

研究人員仍然不知道是什麼觸發 CGIC 開始發出持續的疼痛信號。在將其用於人類之前還需要進行更多的研究。

然而，這項工作也指出了新的治療可能性。鮑爾想像了一個未來，醫生使用標靶注射或靜脈注射來影響特定的腦細胞。沒有阿片類藥物成癮的廣泛副作用和風險。他也提出了大腦和機器之間的連結。無論是嵌入還是外部佩戴，它都可以幫助控制嚴重的慢性疼痛。

「我們現在可以使用允許你操縱大腦的工具。不僅僅是在一般領域，而是取決於特定的子細胞。尋找新療法的速度要快得多，」他說。