使用大脑植入物可以记录几个月的神经信号,我研究团队 和我发现了慢性疼痛严重程度的客观生物标志物在四个患有慢性疼痛的患者中,他们过着日常生活。
疼痛是最重要的之一重要和基本的主观经验一个人可以。虽然有很多证据表明疼痛感发生在大脑,关于疼痛信号在大脑中的何处和如何处理,还有一个主要的知识差距。
即使疼痛是普遍的,也没有一种客观地衡量其强度的方法。
关于负责疼痛的大脑信号的大多数先前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了间接的脑活动措施,例如功能磁共振成像或者脑电图。
此外,尽管医生广泛地认识到慢性疼痛不仅是急性疼痛的延伸 - 就像脚趾固定 - 仍然未知急性和慢性疼痛背后的脑电路如何相互关系。
我们的研究是更大的临床试验旨在开发一种新的大脑刺激疗法来治疗严重的慢性疼痛。
我的团队手术植入了四名中风后疼痛患者的大脑中的电极幻影肢体疼痛记录在他们的神经信号眶额皮质,与计划和期望相关的大脑区域,以及扣带皮质,与情感有关的领域。
我们向患者询问他们的疼痛严重程度水平每天几次,持续六个月。然后我们建造试图通过大脑活动信号快照来匹配和预测每个患者的自我报告的疼痛强度评分。
这些大脑信号由可以分解为不同频率的电波组成,类似于A音乐和弦可以被分解变成不同音调的单个声音。
从这些模型中,我们发现眶额皮质中的低频与每个患者的主观疼痛强度相对应,提供了慢性疼痛的客观度量。
我们测量的低频活动的变化越大,患者疼痛的可能性就越大。
接下来,我们想比较慢性疼痛与急性疼痛之间的关系。我们研究了大脑如何应对因对患者身体施加热量而引起的短期剧烈疼痛。
根据来自两个参与者的数据,我们发现前扣带回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,表明慢性疼痛涉及与急性疼痛涉及的大脑的信息处理区域。
为什么重要
慢性疼痛定义为持续三个月以上的疼痛,会影响在美国,最多五分之一的人在2019年,慢性疼痛的发病率比,高血压或。
神经系统损害引起的神经性疼痛,例如中风和幻影肢体疼痛,通常不会对可用的治疗做出反应,并且会大大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以追踪疼痛可以改善慢性疼痛状况的诊断,并有助于开发新的治疗方法,例如深脑刺激。
还不知道的
尽管我们的研究提供了一个概念证明,表明特定大脑区域的信号可以作为慢性疼痛的客观度量,但疼痛信号更有可能是通过大脑网络分布。
我们仍然不知道其他大脑区域可能会带有重要的疼痛信号,这些信号可能会更准确地反映主观的疼痛。还不清楚我们发现的信号是否适用于其他疼痛状况的患者。
接下来是什么
我们希望使用这些新发现的神经生物标志物来发展个性化的大脑刺激作为治疗慢性疼痛障碍的一种方式。这种方法涉及将信号纳入量身定制的算法中,该算法可以控制按需脑刺激的时间和位置,类似于恒温器的运行方式。
Prasad Shirvalkar,麻醉副教授,加利福尼亚大学旧金山