Po prvi put, istraživači su snimili podatke o bolovima iz unutrašnjosti mozga pojedinaca sa hroničnim poremećajima bola uzrokovanim moždanim udarom ili amputacijom (fantomski bol u udovima). Dugo traženi cilj bio je da se razume kako je bol predstavljen moždanom aktivnošću i kako modulirati tu aktivnost da bi se ublažila patnja od hroničnog bola. Podaci su prikupljani mesecima dok su pacijenti bili kod kuće, a analizirani su pomoću alata za mašinsko učenje. Radeći to, istraživači su identifikovali oblast mozga povezana sa hroničnim bolom i objektivne biomarkere hroničnog bola kod pojedinačnih pacijenata. Ovi nalazi, objavljeni u Nature Neuroscience, predstavljaju prvi korak ka razvoju novih metoda za praćenje i lečenje hroničnog bola.
„Ovo je sjajan primer kako su alati za merenje moždane aktivnosti koji potiču iz BRAIN Initiative primenjeni na značajan javnozdravstveni problem ublažavanja upornog, teškog hroničnog bola“, rekao je Valter Korošec, MD, direktor Nacionalnog instituta za neurološke poremećaje. i moždani udar. „Nadamo se da bi izgradnja ovih preliminarnih nalaza mogla dovesti do efikasnih tretmana bola bez zavisnosti.“
Hronični bol je jedan od najvećih faktora koji doprinose invalidnosti širom sveta. Neuropatski bol je uzrokovan oštećenjem samog nervnog sistema. Najčešće se javlja zbog povrede nerava u našim telima, ali se za pojedince u ovoj studiji smatra da njihov bol potiče iz samog mozga. Ova vrsta bola ne reaguje dobro na trenutne tretmane i može biti iscrpljujuća za ljude koji žive sa njim.
„Kada razmislite o tome, bol je jedno od najosnovnijih iskustava koje organizam može imati“, rekao je dr Prasad Širvalkar, vanredni profesor anestezije i neurološke hirurgije na Univerzitetu Kalifornije, San Francisko, i vodeći autor ove studije. „Uprkos tome, još uvek imamo toliko toga što ne razumemo kako bol funkcioniše. Razvijanjem boljih alata za proučavanje i potencijalnim uticajem na reakcije na bol u mozgu, nadamo se da ćemo pružiti opcije ljudima koji žive sa hroničnim bolovima.“
Tradicionalno, istraživači prikupljaju podatke o hroničnom bolu putem samoizveštaja onih koji žive sa ovim stanjem. Primeri ove vrste podataka uključuju upitnike o intenzitetu bola i emocionalnom uticaju bola. Ova studija je, međutim, takođe direktno posmatrala promene u moždanoj aktivnosti u dva regiona gde se smatra da se javljaju odgovori na bol – prednji cingularni korteks (ACC) i orbitofrontalni korteks (OFC) – pošto su učesnici prijavili svoje trenutne nivoe hroničnog bola.
„Funkcionalne MRI studije pokazuju da ACC i OFC regioni mozga svetle tokom eksperimenata sa akutnim bolom. Zanimalo nas je da vidimo da li ovi regioni takođe igraju ulogu u tome kako mozak obrađuje hronični bol“, rekao je dr Širvalkar. „Najviše su nas zanimala pitanja poput toga kako se bol menja tokom vremena i koji moždani signali mogu odgovarati ili predvideti visok nivo hroničnog bola?“
Četiri učesnika, tri sa bolom nakon moždanog udara i jedan sa fantomskim bolom u udovima, hirurški su implantirani sa elektrodama koje su ciljale na njihov ACC i OFC. Nekoliko puta dnevno, svaki učesnik je bio zamoljen da odgovori na pitanja koja se odnose na to kako bi ocenili bol koji doživljavaju, uključujući snagu, vrstu bola i kako se njihov nivo bola oseća emocionalno. Zatim bi započeli snimanje mozga klikom na uređaj za daljinsko upravljanje, koji je davao snimak aktivnosti u ACC-u i OFC-u u tom trenutku. Koristeći analize mašinskog učenja, istraživački tim je bio u mogućnosti da koristi aktivnost u OFC-u da predvidi stanje hroničnog bola učesnika.
U posebnoj studiji, istraživači su pogledali kako su ACC i OFC reagovali na akutni bol, koji je bio uzrokovan primenom toplote na delove tela učesnika. Kod dva od četiri pacijenta, moždana aktivnost je ponovo mogla da predvidi odgovore na bol, ali se u ovom slučaju činilo da je ACC region koji je najviše uključen. Ovo sugeriše da mozak različito obrađuje akutni i hronični bol, iako je potrebno više studija s obzirom na to da su u ovom poređenju korišćeni podaci samo dva učesnika.
Ova studija predstavlja početni korak ka otkrivanju obrazaca moždane aktivnosti koji su u osnovi naše percepcije bola. Identifikovanje takvog bola će omogućiti razvoj novih terapija koje mogu promeniti moždanu aktivnost kako bi se ublažila patnja usled hroničnog bola. Najneposrednija korist može biti informisanje o tekućim studijama u HEAL i BRAIN-u za primenu duboke moždane stimulacije (DBS) za lečenje hroničnog bola. Tekući i budući rad koji uključuje više učesnika biće ključan u određivanju da li različita stanja bola dele OFC aktivnost koja se vidi kod ovih pacijenata ili kako se potpisi razlikuju kod osoba sa različitim stanjima bola.
Moderniji pristupi DBS-u koji fino podešavaju stimulaciju zasnovanu na biomarkerima aktivnosti iz mozga korišćeni su za uspešno lečenje nekih poremećaja mozga, uključujući Parkinsonovu bolest i veliki depresivni poremećaj, ali ti uspesi zahtevaju dobro utvrđene biomarkere mozga. Za stanja kao što je hronični bol, identifikacija biomarkera je u ranim fazama.
Efikasni tretmani za hronične bolove koji ne izazivaju zavisnost su glavni cilj napora NIH HEAL Initiative da pronađe naučna rešenja za zaustavljanje krize javnog zdravlja sa opioidima. Nalazi su ključni korak u identifikaciji biomarkera specifičnih za bol ka personalizovanju upravljanja bolom za pojedince, što dovodi do razvoja novih tehnologija i napretka za bolje razumevanje moždanog kola, glavne komponente NIH BRAIN Initiative.
