用一个大脑植入物可以记录好几个月的神经信号,我的研究团队 和我已经发现慢性疼痛严重程度的客观生物标志物在四名日常生活中患有慢性疼痛的患者中。
疼痛是最严重的疼痛之一重要和基本的主观经验一个人可以拥有。 虽然有大量证据表明对疼痛的感知发生在大脑中关于疼痛信号在大脑中的处理位置和方式,也存在重大的知识差距。
尽管疼痛是普遍存在的,但还没有一种方法可以客观地衡量其强度。
大多数先前关于导致疼痛的大脑信号的研究都依赖于人工环境中的实验室实验。
到目前为止,大多数关于慢性疼痛的研究都使用大脑活动的间接测量,例如功能磁共振成像或者脑电图。
此外,尽管医生广泛认识到慢性疼痛不仅仅是急性疼痛的延伸? 喜欢撞到你的脚趾吗? 目前尚不清楚急性和慢性疼痛背后的大脑回路如何相互关联。
我们的研究是更大规模的临床试验旨在开发一种新的脑刺激疗法来治疗严重的慢性疼痛。
我的团队通过手术在四名中风后疼痛患者的大脑中植入了电极幻肢痛记录他们的神经信号眶额皮质,与计划和期望相关的大脑区域,以及扣带皮层,与情感相关的区域。
我们每天多次询问患者疼痛的严重程度,持续长达六个月。 然后我们建造了模型试图将每个患者自我报告的疼痛强度评分与他们的大脑活动信号快照进行匹配和预测。
这些大脑信号由电波组成,可以分解成不同的频率,类似于音乐和弦可以分解分成不同音高的单独声音。
从这些模型中我们发现眶额皮质的低频与每个患者的主观疼痛强度相对应,提供慢性疼痛的客观测量。
我们测量到的低频活动变化越大,患者经历剧烈疼痛的可能性就越大。
接下来,我们想要比较慢性疼痛和急性疼痛之间的关系。 我们检查了大脑对患者身体加热引起的短期剧烈疼痛的反应。
根据两名参与者的数据,我们发现前扣带皮层更多地参与处理急性疼痛比慢性疼痛。
该实验提供了第一个直接证据,证明慢性疼痛涉及大脑的信息处理区域,与急性疼痛所涉及的区域不同。
为什么这很重要
慢性疼痛定义为持续三个月以上的疼痛,影响美国多达五分之一的人2019年,慢性疼痛的发病率比、高血压,或。
由神经系统损伤引起的神经性疼痛,例如中风和幻肢痛,通常对现有的治疗没有反应,并且会严重损害身体和情感功能以及生活质量。
更好地了解如何测量大脑活动来追踪疼痛可以改善慢性疼痛的诊断并有助于开发新的治疗方法,例如脑深部刺激。
尚不知道什么
尽管我们的研究提供了一个概念证明,即来自特定大脑区域的信号可以作为慢性疼痛的客观衡量标准,但疼痛信号更有可能是分布在广泛的大脑网络上。
我们仍然不知道其他大脑区域可能含有重要的疼痛信号,可以更准确地反映主观疼痛。 目前还不清楚我们发现的信号是否适用于患有其他疼痛状况的患者。
下一步是什么
我们希望利用这些新发现的神经生物标志物来开发个性化大脑刺激作为治疗慢性疼痛疾病的一种方法。 这种方法涉及将信号整合到定制的算法中,该算法将根据需要控制大脑刺激的时间和位置,类似于恒温器的运行方式。