Лечение хронической боли — сложная задача, которая требует комплексного подхода. Существующие методы лечения, такие как лекарства, физиотерапия или психотерапия, не всегда эффективны или имеют нежелательные побочные эффекты. Поэтому ученые ищут новые способы борьбы с хронической болью, один из которых — стимуляция мозга с помощью электричества.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показала, что мозговые имплантаты могут выявить и уменьшить хроническую боль. Исследование было проведено на четырех пациентах, троих с болью от инсульта и одного с фантомной болью после ампутации ноги.
Мозговые имплантаты — тонкие провода с электродами на концах, которые вживляются в определенные области мозга через небольшие отверстия в черепе. Эти электроды могут как записывать активность нервных клеток (нейронов), так и подавать на них слабый ток для их стимуляции.
В этом эксперименте ученые имплантировали электроды в две области мозга: орбитофронтальную кору (ОФК) и переднюю поясную кору (ППК). ОФК — это область, которая связана с эмоциями, решениями и вознаграждением. ППК связана с вниманием, мотивацией и болевым опытом.
Активность мозга в ОФК может представлять собой надежный биомаркер хронической боли, сигнал, который может помочь врачам отслеживать реакцию на лечение и служить новыми целями для лечения
— нейробиолог Челси Каплан из Исследовательского центра хронической боли и усталости Мичиганского университета.
Четыре тонких провода с электродами (красные) были имплантированы в мозг участника исследования с хронической болью. Эти электроды контролируются двумя устройствами, имплантированными в верхнюю часть грудной клетки.
Прежде чем стимулировать эти области мозга, ученые должны были узнать, как хроническая боль влияет на них. Для этого они записывали активность нейронов в течение примерно трех-шести месяцев. В течение этого времени участники также оценивали свою боль по шкале от 0 до 10 от двух до восьми раз в день.
Используя сложные алгоритмы машинного обучения, ученые смогли связать оценки боли с моделями активности нейронов. Оказалось, что хроническая боль имеет свою собственную сигнатуру в мозге — уникальный набор изменений активности нейронов в ОФК и ППК. Эта сигнатура была различна для каждого человека и соответствовала его индивидуальному опыту боли.
Затем ученые проверили, можно ли уменьшить боль с помощью стимуляции этих областей мозга. Когда электроды подавали слабый ток на ОФК или ППК, двое из четырех участников сообщили об уменьшении боли на 30-40%. Это было достигнуто без серьезных побочных эффектов или изменений настроения.
Эти результаты представляют собой первый шаг к разработке новых методов лечения хронической боли с помощью мозговых имплантатов. Однако для этого потребуются дальнейшие исследования с большим количеством участников и разными типами боли.
