يمكن قياس الألم المزمن بشكل موضوعي باستخدام إشارات الدماغ – بحث جديد

موجز البحث عبارة عن مقتطفات قصيرة عن عمل أكاديمي ممتع.

الفكرة الكبيرة

باستخدام غرسة دماغية يمكنها تسجيل الإشارات العصبية على مدار عدة أشهر ، اكتشفت أنا وفريقي البحثي مؤشرات حيوية موضوعية لشدة الألم المزمن لدى أربعة مرضى يعانون من ألم مزمن أثناء ممارسة حياتهم اليومية.

الألم هو أحد أهم وأساسيات التجارب الذاتية التي يمكن أن يمر بها الشخص. في حين أن هناك الكثير من الأدلة على أن إدراك الألم يحدث في الدماغ ، إلا أن هناك أيضًا فجوة معرفية كبيرة فيما يتعلق بمكان وكيفية معالجة إشارات الألم في الدماغ. على الرغم من أن الألم عالمي ، إلا أنه لا توجد طريقة لقياس شدته بشكل موضوعي.

اعتمدت معظم الدراسات السابقة حول إشارات الدماغ المسؤولة عن الألم على التجارب المعملية في البيئات الاصطناعية. حتى الآن ، استخدمت معظم الأبحاث حول الألم المزمن مقاييس غير مباشرة لنشاط الدماغ مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أو تخطيط كهربية الدماغ. علاوة على ذلك ، على الرغم من أن الأطباء يدركون على نطاق واسع أن الألم المزمن ليس مجرد امتداد للألم الحاد – مثل ارتطام إصبع قدمك – إلا أنه لا يزال غير معروف كيف ترتبط دوائر الدماغ وراء الألم الحاد والمزمن ببعضها البعض.

كانت دراستنا جزءًا من تجربة سريرية أكبر تهدف إلى تطوير علاج جديد لتحفيز الدماغ لعلاج الآلام المزمنة الشديدة. قام فريقي بزرع أقطاب كهربائية جراحيًا في أدمغة أربعة مرضى يعانون من آلام ما بعد السكتة الدماغية وآلام الأطراف الوهمية لتسجيل الإشارات العصبية في القشرة الأمامية المدارية ، وهي منطقة من الدماغ مرتبطة بالتخطيط والتوقع ، والقشرة الحزامية ، وهي منطقة مرتبطة بالعاطفة.

سألنا المرضى عن مستويات شدة الألم لديهم عدة مرات في اليوم لمدة تصل إلى ستة أشهر. قمنا بعد ذلك ببناء نماذج التعلم الآلي لمحاولة التطابق والتنبؤ بدرجات شدة الألم المبلغ عنها ذاتيًا لكل مريض مع لقطات لإشارات نشاط الدماغ. تتكون إشارات الدماغ هذه من موجات كهربائية يمكن أن تتحلل إلى ترددات مختلفة ، على غرار الطريقة التي يمكن بها تقسيم الوتر الموسيقي إلى أصوات فردية ذات نغمات مختلفة. من هذه النماذج ، وجدنا أن الترددات المنخفضة في القشرة الأمامية المدارية تتوافق مع شدة الألم الذاتية لدى المريض ، مما يوفر مقياسًا موضوعيًا للألم المزمن. كلما زاد التحول في نشاط التردد المنخفض الذي قمنا بقياسه ، زاد احتمال تعرض المريض لألم شديد.

بعد ذلك ، أردنا مقارنة العلاقة بين الألم المزمن والألم الحاد. قمنا بفحص كيفية استجابة الدماغ للألم الشديد قصير المدى الناجم عن استخدام الحرارة على أجسام المرضى. بناءً على بيانات من اثنين من المشاركين ، وجدنا أن القشرة الحزامية الأمامية كانت تشارك في معالجة الألم الحاد أكثر من الألم المزمن. تقدم هذه التجربة أول دليل مباشر على أن الألم المزمن ينطوي على مناطق معالجة المعلومات في الدماغ تختلف عن تلك التي تشارك في الألم الحاد.

لماذا يهم

يصيب الألم المزمن ، الذي يُعرّف بأنه الألم الذي يستمر لأكثر من ثلاثة أشهر ، ما يصل إلى 1 من كل 5 أشخاص في الولايات المتحدة في عام 2019 ، كان حدوث الألم المزمن أكثر شيوعًا من مرض السكري أو ارتفاع ضغط الدم أو الاكتئاب.

غالبًا ما لا يستجيب ألم الاعتلال العصبي الناتج عن تلف الجهاز العصبي ، مثل السكتة الدماغية وآلام الأطراف الوهمية ، للعلاجات المتاحة ويمكن أن يضعف بشكل كبير الوظيفة الجسدية والعاطفية ونوعية الحياة. يمكن أن يؤدي فهم كيفية قياس نشاط الدماغ لتتبع الألم بشكل أفضل إلى تحسين تشخيص حالات الألم المزمن والمساعدة في تطوير علاجات جديدة مثل التحفيز العميق للدماغ.

ما لا يزال غير معروف

على الرغم من أن دراستنا تقدم دليلاً على مفهوم أن الإشارات من مناطق معينة في الدماغ يمكن أن تعمل كمقياس موضوعي للألم المزمن ، فمن المرجح أن إشارات الألم موزعة على شبكة دماغية واسعة.

ما زلنا لا نعرف ما هي مناطق الدماغ الأخرى التي قد تحتوي على إشارات ألم مهمة قد تعكس بشكل أكثر دقة الألم الذاتي. كما أنه من غير الواضح ما إذا كانت الإشارات التي وجدناها ستنطبق على المرضى الذين يعانون من حالات الألم الأخرى.

ماذا بعد

نأمل في استخدام هذه المؤشرات الحيوية العصبية المكتشفة حديثًا لتطوير تحفيز شخصي للدماغ كطريقة لعلاج اضطرابات الألم المزمنة. يتضمن هذا النهج دمج الإشارات في خوارزميات مخصصة من شأنها أن تحكم توقيت وموقع تحفيز الدماغ عند الطلب ، على غرار الطريقة التي يعمل بها منظم الحرارة.