Боль может быть неприятной, но в большинстве случаев она играет жизненно важную, даже спасательную роль. Короткие приступы боли действуют как предупреждающие сигналы, защищающие нас от вреда. Когда вы прикасаетесь к горячей сковороде, ударяетесь пальцем ноги или ударяетесь головой, ваша нервная система мгновенно выдает «Ой!» это побуждает вас отступить, прежде чем будет нанесен еще больший ущерб. Боль утихает, тело исцеляется, и вы вспоминаете, чего не следует делать в следующий раз.
Однако хроническая боль – это совсем другая история. В этом состоянии предупреждающий сигнал не прекращается даже после заживления травмы. Примерно для 50 миллионов человек в США боль становится постоянным, невидимым спутником, который может сохраняться годами или даже десятилетиями. «Это не просто травма, которая не заживает», — объясняет нейробиолог из Пенсильванского университета Дж. Николас Бетли, — «это мозговой сигнал, который стал сенсибилизированным и гиперактивным, и определение того, как успокоить этот входной сигнал, может привести к более эффективному лечению».
Бетли вместе с сотрудниками из Питтсбургского университета и Исследовательского института Скриппса открыл важную часть загадки хронической боли. Их исследования указывают на определенную группу клеток ствола мозга, называемую нейронами, экспрессирующими рецептор Y1 (Y1R), расположенную в латеральном парабрахиальном ядре (lPBN). Эти нейроны активируются при состояниях постоянной боли, но они также обрабатывают сигналы, связанные с голодом, страхом и жаждой. Это говорит о том, что мозг может корректировать болевые реакции, когда другие, более насущные потребности требуют внимания.
Результаты, опубликованные в Природауказывают на то, что облегчение может быть возможным, поскольку, как пишут исследователи, «в мозге есть цепи, способные снижать активность нейронов, передающих сигнал боли».
Отслеживание боли в мозгу
Работая с лабораторией Тейлора в Университете Питтсбурга, команда Бетли использовала визуализацию кальция для визуализации активности нейронов в реальном времени на животных моделях как кратковременной, так и долгосрочной боли. Они заметили, что нейроны Y1R не просто реагировали на быстрые приступы боли; вместо этого они продолжали непрерывно стрелять во время продолжительной боли — феномен, известный как «тоническая активность».
Бетли сравнивает это с двигателем, который продолжает работать даже после того, как вы припарковали машину. Болевые сигналы продолжают гудеть на заднем плане, даже когда физическое выздоровление кажется полным. Эта продолжающаяся нейронная активность может объяснить, почему некоторые люди продолжают чувствовать боль еще долгое время после травмы или операции.
Исследование было основано на неожиданном наблюдении, сделанном Бетли после прихода в Пенн в 2015 году: голод, по-видимому, уменьшает хроническую боль.
«По моему собственному опыту я почувствовал, что когда ты действительно голоден, ты сделаешь почти все, чтобы получить еду», – говорит он. «Когда дело дошло до хронической, затяжной боли, голод, казалось, был более эффективным средством уменьшения боли, чем Адвил».
Это понимание вдохновило на дальнейшее расследование. Бывший аспирант Нисан Гольдштейн обнаружил, что другие критические состояния выживания, такие как жажда и страх, также могут подавлять длительную боль. В сотрудничестве с лабораторией Кеннеди в Скриппсе команда показала, что параплечевое ядро мозга может фильтровать сенсорную информацию, чтобы успокоить боль, когда немедленное выживание становится приоритетом.
«Это подсказало нам, что у мозга должен быть встроенный способ отдавать приоритет неотложным потребностям выживания над болью, и мы хотели найти нейроны, ответственные за это переключение», — говорит Гольдштейн.
Ключевой частью этого переключения является нейропептид Y (NPY), сигнальная молекула, которая помогает мозгу управлять конкурирующими потребностями. Когда голод или страх имеют приоритет, NPY воздействует на рецепторы Y1 в параплечевом ядре, ослабляя текущие болевые сигналы.
«Как будто в мозге есть встроенный переключатель блокировки», — объясняет Гольдштейн. «Если вы голодаете или столкнулись с хищником, вы не можете позволить себе одолеть затяжную боль. Нейроны, активированные этими другими угрозами, высвобождают NPY, а NPY подавляет болевой сигнал, чтобы другие потребности выживания имели приоритет».
Рассеянный сигнал
Исследователи также охарактеризовали молекулярную и анатомическую идентичность нейронов Y1R в lPBN. Они обнаружили, что Y1Rнейроны не образуют две аккуратные анатомические или молекулярные популяции. Вместо этого эти нейроны были разбросаны по многим другим типам клеток.
«Это все равно, что смотреть на машины на стоянке», — говорит Бетли. «Мы ожидали, что все нейроны Y1R будут представлять собой скопление желтых машин, припаркованных вместе, но здесь нейроны Y1R похожи на желтую краску, распределенную по красным, синим и зеленым машинам. Мы точно не знаем. почемуно мы думаем, что такое мозаичное распределение может позволить мозгу подавлять различные виды болезненных импульсов в нескольких цепях».
Исследования лечения боли
Что волнует Бетли в этом открытии, так это дальнейшее исследование его потенциала «использования нейронной активности Y1 в качестве биомаркера хронической боли, чего давно не хватает разработчикам лекарств и врачам», говорит он.
«Прямо сейчас пациенты могут обратиться к ортопеду или неврологу, но явной травмы нет. Но они все еще испытывают боль», – говорит он. «Мы показываем, что проблема может быть не в нервах в месте травмы, а в самой мозговой цепи. Если мы сможем воздействовать на эти нейроны, это откроет совершенно новый путь для лечения».
Это исследование также предполагает, что поведенческие вмешательства, такие как упражнения, медитация и когнитивно-поведенческая терапия, могут влиять на то, как срабатывают эти мозговые цепи, точно так же, как голод и страх повлияли в лаборатории.
«Мы показали, что эта схема гибкая, ее можно увеличивать или уменьшать», — говорит он. «Итак, будущее не только о разработке таблетки. Речь также идет о том, как поведение, тренировки и образ жизни могут изменить способ, которым эти нейроны кодируют боль».
Дж. Николас Бетли — доцент кафедры биологии Школы искусств и наук Пенсильванского университета.
Во время этого исследования Ницан Гольдштейн была аспирантом лаборатории Бетли при Пенсильванском университете искусств и наук. В настоящее время он является научным сотрудником Массачусетского технологического института.
Среди других авторов – Мишель Ав, Лавиния Бочча, Джейми Р.Э. Карти, Элла Чо, Морган Киндел, Кайла А. Крюгер, Эмили Ло, Эрин Л. Марбл, Николас К. Смит, Рэйчел Э. Виллари и Альберт Т. М. Юнг из Penn Arts & Sciences; Никлас Бланк и Кристоф А. Тайсс из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета; Мелисса Дж. Чи и Ясмина Думиати из Карлтонского университета; Раджеш Кханна из Медицинского колледжа Университета Флориды; Энн Кеннеди и Амадеус Мэйс из Исследовательского института Скриппса; и Хизер Н. Аллен, Тайлер С. Нельсон и Брэдли К. Тейлор из Питтсбургского университета.
Это исследование было поддержано Фондом Клингенштейна, Школой искусств и наук Пенсильванского университета, Национальными институтами здравоохранения (гранты F31DK131870, 1P01DK119130, 1R01DK133399, 1R01DK124801, 1R01NS134976, F32NS128392, K00NS124190, F32DK135401, T32DK731442, R61NS126026, R01NS120663, R01NS134976-02, R00MH117264, 1DP1DK140021-01), Программа стипендий для аспирантов Национального научного фонда, Семья Блаватник Фонд Стипендия, грант Американского нервно-мышечного фонда на развитие, Американская кардиологическая ассоциация (25POST1362884), Швейцарский национальный научный фонд (206668), грант Канадского института исследований в области здравоохранения (PJT-175156), Фонд Саймонса, стипендиальная премия Фонда Макнайта и премия Pew в области биомедицины.
2025-10-10 10:16:00
1760260048
#Ученые #обнаружили #мозговую #схему #которая #может #отключать #хроническую #боль
По теме
