Zespól badawczy z Duke University znalazł u myszy niewielki obszar mózgu, który może dogłębnie kontrolować odczuwanie bólu u zwierząt.

Nieoczekiwanie obszar ten działa jako wyłącznik bólu. Znajduje się w rejonie, w którym niewielu doszukiwałoby się ośrodka bólu, a mianowicie w ciele migdałowatym, odpowiedzialnym za wyzwalanie negatywnych emocji, reakcji na zagrożenie takich jak „walcz albo uciekaj” oraz ogólnego niepokoju.

– Ludzie wierzą, że istnieje centralne miejsce łagodzenia bólu, dlatego działa na nas efekt placebo – powiedziała główna autorka przeprowadzonych badań Fan Wang, profesor neurobiologii w School of Medicine. – Pytanie tylko, gdzie w mózgu znajduje się to miejsce, które działa jak wyłącznik bólu.

– Większość poprzednich badań skupiała się na tym, które obszary są włączane przez ból – powiedziała Wang. – Ale jest tak dużo obszarów przetwarzających ból, że należałoby je wszystkie wyłączyć, żeby go zablokować. Natomiast ten jeden ośrodek może sam wyłączyć ból.

Odkrycie jest kontynuacją wcześniej przeprowadzonych przez Wang badań, które dotyczyły neuronów aktywowanych, a nie tłumionych, przez znieczulenie ogólne. W badaniu z 2019 r. naukowcy odkryli, że znieczulenie ogólne promuje sen wolnofalowy poprzez aktywacje jądra nadwzrokowego. Jednakże sen i ból są oddzielne, co okazało się ważną wskazówką w dokonaniu nowego odkrycia, które opublikowano 18 maja na stronie Nature Neuroscience.

Naukowcy zauważyli, że znieczulenie ogólne także aktywuje specyficzny podzbiór neuronów hamujących w centralnym ciele migdałowatym. Nazwali je neuronami CeAga [CeA to skrót od ciała migdałowatego (ang. central amygdala); ga oznacza aktywację poprzez znieczulenie ogólne (ang. general anesthesia)]. Myszy mają relatywnie większe ciało migdałowate od ludzi, ale zdaniem Wang nie ma powodu aby myśleć, że ich system kontroli bólu różni się od naszego.

Używając nowatorskiej technologii z laboratorium profesor Wang, naukowcy prześledzili ścieżki aktywowanych neuronów u myszy i odkryli powiązania CeAga z innymi obszarami mózgu,

– To było niespodziewane – stwierdziła Wang.

Stymulując myszy lekkim bodźcem bólowym, naukowcy stworzyli mapę wszystkich regionów mózgu aktywowanych bólem. Odkryli, że neurony CeAga hamowały przynajmniej 16 ośrodków przetwarzających czuciowe lub emocjonalne aspekty bólu.

– Ból jest skomplikowaną reakcją mózgu – powiedziała Wang. – Obejmuje dyskryminację sensoryczną, emocje i reakcje autonomiczne (mimowolny system nerwowy). Leczenie bólu poprzez tłumienie wszystkich procesów mózgowych w wielu obszarach jest bardzo trudne do zrobienia. Jednak aktywowanie kluczowego węzła, który naturalnie wysyła hamujące sygnały do obszarów przetwarzających ból byłoby znacznie bardziej skuteczne.

Używając technologii zwanej optogenetyką, polegającej na wykorzystaniu światła do aktywacji niewielkiej grupy komórek w mózgu, badacze byli w stanie zmienić zachowanie myszy. W momencie włączenia światła, aktywującego ośrodek przeciwbólowy i neurony CeAga, zwierzęta zdradzające wcześniej oznaki dyskomfortu, przestały lizać łapki i pocierać pyszczek.

– To porażające – powiedziała Wang. – One natychmiast przestają lizać i pocierać się.

Kiedy naukowcy stłumili aktywność neuronów CeAga, myszy znowu zaczęły reagować na ból. Odkryli też, że niska dawka leku znieczulającego ketaminy, która pozwala zachować czucie jednocześnie blokując ból, aktywowała ośrodek CeAga i nie działa bez niego.

– Teraz naukowcy będą szukać środków farmakologicznych mających szansę stać się skutecznymi lekami przeciwbólowymi, które będą aktywować tylko komórki umożliwiające stłumienie bólu – powiedziała Wang

– Kolejna rzecz, którą próbujemy zrobić to sekwencjonowanie RNA w tych komórkach – dodała. Naukowcy liczą, że wśród tych wyspecjalizowanych neuronów znajdą gen rzadkiego lub unikatowego receptora powierzchniowego komórki. Taki receptor pozwoliłby na aktywacje neuronów i uśmierzenie bólu przez właściwy lek.

Źródło: General anesthetics activate a potent central pain-suppression circuit in the amygdala (Nature Neuroscience)