211service.com
Hjärnan i kronisk smärta
Alla som lider av kronisk smärta vet att upplevelsen är fundamentalt annorlunda än att uthärda en repa eller en bruten tå. Växande bevis från hjärnavbildningsstudier stöder denna uppfattning: människor med kronisk smärta visar grundläggande skillnader i både strukturen och funktionen hos sin hjärna. Forskare använder nu dessa fynd för att utveckla och testa nya läkemedel som skapats specifikt för kronisk smärta.
Smärtstillande: Avbildningsstudier har identifierat hjärnområden som gått snett hos personer med kronisk smärta.
Det borde så småningom vara möjligt att identifiera mönster av hjärnaktivitet som är involverade i att vidmakthålla kronisk smärta, och sedan introducera interventioner som vi vet från publicerade bevis kan blockera eller konkurrera med dessa mönster, säger Richard Chapman , chef för Pain Research Center vid University of Utah, i Salt Lake City.
Kronisk smärta är en av de största medicinska hälsoproblemen i västvärlden; det kostar USA cirka 150 miljarder dollar per år. Till skillnad från akut smärta är orsakerna till kronisk smärta ofta oklara – till exempel kan läkare identifiera en fysisk källa hos endast cirka 10 procent av dem med kronisk ryggsmärta. Ett växande antal studier tyder på att kronisk smärta bör ses som en progressiv sjukdom, sannolikt utlöst av avvikande men potentiellt permanenta förändringar i hjärnan.
De smärtstillande medicinerna som hjälper huvudvärk och brutna ben gör lite för kronisk smärta, vilket lämnar ett stort behov av nya behandlingar. Men att utveckla dem har varit svårt. Uppfattning om smärta beror starkt på vår uppmärksamhetsnivå och vårt känslomässiga tillstånd – två faktorer som är svåra att studera i djurmodeller. Vi har inte ett läkemedel utvecklat från prekliniska modeller av smärta som fungerar för kronisk smärta, säger Irene Tracey , en vetenskapsman vid University of Oxford, i England, som studerar smärta.
Nu siktar forskare på att utveckla och testa nya läkemedel med hjälp av mänsklig hjärnavbildning. A. Vania Apkarian och hans kollegor vid Northwestern University har hittat en rad avvikelser i hjärnan hos personer som lider av kronisk smärta: den del av den prefrontala cortex som är kopplad till beslutsfattande verkar ha krympt hos patienter med kronisk smärta. Och en annan del av den prefrontala cortex som är kopplad till känslor är hyperaktiv. Faktum är att en unik studie som bedömer bakgrundssmärta hos patienter med kronisk ryggsmärta tyder på att den konstanta smärtan dessa människor upplever är kopplad till aktivitet nästan helt i känsloreglerande delar av hjärnan.
Forskare använde funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), som mäter hjärnans aktivitet, för att studera bakgrundssmärta. De bad patienter med ryggsmärta att kontinuerligt bedöma sin smärta när de låg i skannern, och sedan jämförde forskarna hjärnaktivitetsmönster under perioder av konstant smärta med dem under perioder av förvärrad smärta.
Medan aktivitetsmönstren under flare-ups liknade de som tidigare var kopplade till akut smärta, var mönstret förknippat med konstant bakgrundssmärta distinkt: det centrerades på den mediala prefrontala cortexen, ett hjärnområde involverat i känslor och självkänsla. Det verkar nästan som om de har stängt av den sensoriska delen och lider helt av den känslomässiga aspekten, säger Apkarian.
Med tanke på dessa fynd börjar forskarna tester på människa av en förening som kallas d-cycloserine, ett FDA-godkänt antibiotikum som också blockerar vissa receptorer i hjärnan. (Det testas för närvarande för att behandla posttraumatiskt stressyndrom och andra tillstånd.) Vi tror att det ökar överföringen inom den prefrontala cortex för att bättre kontrollera den känslomässiga komponenten av smärta, säger Apkarian. Detta kommer att vara det första hypotesdrivna testet för ett smärtläkemedel som drivs av humanavbildningsstudier.
Ett annat hett mål för kronisk smärta är det modulerande systemet som människor har utvecklat för att dämpa smärta när det behövs - så att de kan springa från ett rovdjur medan de är sårade, till exempel. Preliminära bevis tyder på att personer som lider av kronisk smärta inte är bra på att rekrytera detta hämmande system. Faktum är att pågående studier tyder på att personer med kronisk smärta kan vara hyperaktiva i motsatt riktning: de förstärker smärtsignaler på väg till hjärnan. Sean Mackey , en läkare och forskare vid Stanford University, och hans kollegor studerar nu hjärnstammen och ryggmärgen, två avgörande komponenter i detta modulerande system som traditionellt har varit mycket svåra att bedöma med fMRI. Dessa delar av nervsystemet rör sig med varje andetag och hjärtslag, så forskarna var tvungna att utveckla nya analysmetoder för att generera rena bilder.
Att identifiera de neurala signaturerna kopplade till kronisk smärta kan också ge ett nytt sätt att screena experimentella läkemedel för testning på människor. En liten studie av smärtpatienter som fick gabapentin – ett epilepsiläkemedel som också används för att behandla nervsmärta – visade betydande aktivitetsförändringar i de delar av hjärnan som svarar på smärta. Läkemedelsutvecklare skulle kunna använda denna åtgärd som ett snabbt sätt att bedöma vilka experimentella föreningar som ska skickas för ytterligare testning, säger Tracey, som utvecklar tekniken. Vi kommer till den punkt där vi kan testa nya föreningar.
I avsaknad av effektiva läkemedel har många patienter med kronisk smärta vänt sig till beteendeterapier för att försöka kontrollera sin smärta. Traceys studier har visat att människor som är bättre på att distrahera sig från smärta visar mer aktivitet i en specifik del av det smärtmodulerande systemet. Kanske skulle vi kunna använda hjärnavbildning som ett screeningsverktyg för att avgöra vem som skulle klara sig bra på kognitiv beteendeterapi, säger hon.
En av de senaste experimentella metoderna för att kontrollera smärta är fMRI i realtid, där patienter tittar på sin hjärnaktivitet i realtid när de försöker kontrollera hjärnområden som är involverade i smärta. (Se Seeing Your Pain .) Mackey och hans medarbetare har visat att patienter med kronisk smärta kan minska sin smärta på kort sikt med denna metod – i huvudsak en mer exakt riktad form av biofeedback – och forskarna utvärderar nu långsiktiga effekter. Mackey säger att hjärnavbildningsstudier av dessa patienter belyser hur människor lär sig att kontrollera sin smärta och vilka delar av hjärnan som är de mest effektiva målen.
Forskare vet ännu inte varför vissa människor utvecklar kronisk smärta och andra inte. Det verkar vara kortikal omorganisation på hög nivå på grund av själva skadan, men om det är en hanteringsmekanism eller bara en konsekvens vet vi inte, säger Apkarian. Vissa människor kan vara predisponerade för kronisk smärta. Men det verkar ändå bli värre när de lever med smärtan.
Han och andra säger att en av de största fördelarna med hjärnavbildningsstudier av kronisk smärta är att de övertygar både patienter och läkare om att den verkligen existerar. Det har varit revolutionerande i att ge validering till människor att smärta är något med en verklig neurologisk grund, säger Mackey. Vi kan peka på områden i hjärnan och säga att det är en del av hjärnan som är dysfunktionell.