Хроническая боль - одно из самых распространенных заболеваний в мире. В Соединенных Штатах примерно каждый пятый взрослый — или 50,2 миллиона человек - испытывает это. Эта постоянная боль может длиться неделями, месяцами или годами, несмотря на лечение.
"Это причина номер один, по которой пациенты обращаются к врачу”, - сказал Роберт Джейсон Янг, медицинский директор центра обезболивания при Бригаме и женской больнице, Джейми Рено из Healthline в 2021 году. "Влияние хронической боли на жизнь людей огромно”.
Но хроническую боль трудно измерить и лечить. Врачи часто полагаются на то, что пациенты самостоятельно сообщают об уровне боли, используя числовую или визуальную шкалу, которая не всегда может быть надежной, особенно для детей или взрослых, испытывающих трудности в общении.
Теперь команда ученых открыла новый способ объективного измерения хронической боли, считывая сигналы мозга добровольцев. Они говорят, что это исследование в конечном итоге может быть использовано для создания персонализированных методов лечения людей с сильной болью, таких как электроды, которые могут перехватывать болевые сигналы мозга, чтобы облегчить состояние пациента, пишет Николетта Ланезе для Live Science. Команда опубликовала свои выводы в журнале Nature Neuroscience в июне 2023 года.
Чтобы измерить хроническую боль, исследователи имплантировали электроды в мозг четырех добровольцев, которые испытывали боль после ампутации (фантомная боль в конечностях) или инсульта. Пока участники занимались своими обычными делами, устройства регистрировали активность в двух областях мозга, где, по мнению исследователей, возникают болевые реакции: передней поясной коре и орбитофронтальной коре.
Несколько раз в день в течение шести месяцев пациенты оценивали уровень своей боли по стандартным шкалам, а затем нажимали кнопку, которая заставляла электродные имплантаты записывать сигналы их мозга в течение 30 секунд. Затем исследовательская группа построила модели машинного обучения, которые могли бы находить закономерности в данных, чтобы предсказать уровень боли каждого пациента на основе сигналов в его мозге.
"Используя эти модели, мы обнаружили, что электрические волны с низкими частотами в орбитофронтальной коре соответствовали субъективной интенсивности боли каждого из пациентов, обеспечивая объективную меру хронической боли”, - Прасад Ширвалкар, невролог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и соавтор исследования, пишет в беседе. "Чем больше сдвиг в низкочастотной активности, который мы измерили, тем больше вероятность того, что пациент испытывал сильную боль”.
Важно отметить, говорит Ширвалкар в интервью Live Science, что идентификация объективного болевого сигнала предназначена для информирования о лечении, а не для подрыва субъективного восприятия боли пациентом.
В то время как предыдущие исследования включали сканирование мозга пациентов для документирования кровотока в лабораторных условиях, "это первый случай, когда хроническая боль была измерена в реальном мире”, - рассказывает Ширвалкар корреспонденту New York Times Приянке Ранвал. "На самом деле у каждого пациента был свой «отпечаток пальца», отвечающий за его боль”.
Затем исследователи хотели сравнить эти результаты с сигналами мозга о кратковременной боли, поэтому в лаборатории они прикладывали тепло к телам пациентов и записывали, как реагировал их мозг. Они обнаружили, что острая боль в большей степени связана с передней поясной корой головного мозга, что является первым прямым доказательством того, что хроническая боль и острая боль затрагивают разные области мозга.
Хотя это исследование может в конечном итоге помочь врачам найти новые мишени для лечения и оценить реакцию на лечение, на данный момент были собраны данные только о четырех участниках, и все они испытывали хроническую боль, вызванную повреждением нервов.
"Нам нужно было бы знать, можно ли распространить эти результаты на других пациентов и болевые состояния”, - объяснила нейробиолог Челси Каплан из Исследовательского центра хронической боли и усталости Мичиганского университета, которая не принимала участия в исследовании.
Исследовательская группа в настоящее время пытается лечить хроническую боль с помощью слабых электрических токов вблизи электродов, сообщает The Times. Согласно публикации, они надеются со временем расширить свое исследование, включив в него 20 или 30 человек.
"Мы только начинаем”, - говорит The Times Эдвард Чанг, нейрохирург из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и соавтор исследования. "Это всего лишь первая глава”.