Nature Neuroscience’da yayınlanan çığır açan bir çalışmada araştırmacılar, inme veya amputasyon (hayalet uzuv ağrısı) nedeniyle ağrı bozuklukları yaşayan hastaların beyinlerinden alınan kronik ağrıyla ilgili verileri kaydetti ve analiz etti. Araştırmacılar, makine öğrenimi araçlarını kullanarak kronik ağrıyla ilişkili bir beyin bölgesini ve duruma özgü biyobelirteçleri tanımlayabildiler.
NIH tarafından finanse edilen çalışma, yeni ağrılara yol açabilecek ön sonuçları gösteriyor
Öncü bir çalışmada bilim adamları, kronik ağrı hastalarından alınan beyin verilerini kaydetmek ve analiz etmek için makine öğrenimi araçlarını kullanarak belirli bir beyin bölgesini ve kronik ağrıyla bağlantılı biyobelirteçleri belirlediler. NIH BRAIN ve NIH HEAL Initiatives tarafından finanse edilen araştırma, kronik ağrı için yeni izleme ve tedavi yöntemleri geliştirmede önemli bir adımdır.
Araştırmacılar, ilk kez, ağrıyla ilgili verileri, ağrıyla ilgili verileri, beyinlerinin içinden kaydettiler. inme veya amputasyonun neden olduğu kronik ağrı bozuklukları olan kişiler (hayalet uzuv ağrısı). Uzun süredir aranan bir hedef, ağrının beyin aktivitesi tarafından nasıl temsil edildiğini ve kronik ağrıdan acı çekmeyi azaltmak için bu aktiviteyi nasıl modüle edeceğini anlamak olmuştur. Veriler, hastalar evdeyken aylar boyunca toplandı ve makine öğrenimi araçları kullanılarak analiz edildi. Bunu yaparak, araştırmacılar, bireysel hastalarda kronik ağrı ve nesnel kronik ağrı biyobelirteçleri ile ilişkili bir beyin alanı belirlediler. Nature Neuroscience’da bugün (22 Mayıs) yayınlanan bu bulgular, hem Ulusal Sağlık Enstitüleri Gelişen Yenilikçi Nöroteknolojiler (BRAIN) Girişimi Yoluyla Beyin Araştırması ve Uzun Süreli Bağımlılığı Sonlandırmaya Yardım Etme tarafından finanse edildi. Girişimi veya NIH HEAL Girişimi, kronik ağrıyı izlemek ve tedavi etmek için yeni yöntemler geliştirmeye yönelik ilk adımı temsil ediyor.
“Bu, BRAIN Girişimi’nden kaynaklanan beyin aktivitesini ölçmek için kullanılan araçların nasıl Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü Direktörü M.D. Walter Koroshetz, kalıcı, şiddetli kronik ağrının giderilmesi gibi önemli bir halk sağlığı sorununa uygulandı” dedi. “Bu ön bulgulardan yola çıkarak geliştirmenin etkili, bağımlılık yapmayan ağrı tedavilerine yol açabileceğini umuyoruz.”
Kronik ağrı, dünya çapında engelliliğe en fazla katkıda bulunanlardan biridir. Nöropatik ağrı, sinir sisteminin kendisinin hasar görmesinden kaynaklanır. En yaygın olarak vücudumuzdaki sinirlerin yaralanması nedeniyle ortaya çıkar, ancak bu çalışmadaki bireyler için ağrılarının beynin kendisinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu tür bir ağrı, mevcut tedavilere pek iyi yanıt vermiyor ve bununla yaşayan insanlar için zayıflatıcı olabilir.
“Bunu düşündüğünüzde, ağrı, bir organizmanın yaşayabileceği en temel deneyimlerden biridir,” dedi Prasad. Shirvalkar, M.D., Ph.D., San Francisco California Üniversitesi’nde anestezi ve nörolojik cerrahi doçenti ve bu çalışmanın baş yazarı. “Buna rağmen, acının nasıl işlediğine dair hala anlamadığımız çok şey var. Beyindeki ağrı yanıtlarını incelemek ve potansiyel olarak etkilemek için daha iyi araçlar geliştirerek, kronik ağrı koşullarıyla yaşayan insanlara seçenekler sunmayı umuyoruz.”
Geleneksel olarak, araştırmacılar, kronik ağrı hakkında, yaşayanlardan kişisel bildirimler yoluyla veri toplar. şartla. Bu tür verilere örnek olarak ağrı yoğunluğu ve ağrının duygusal etkisi hakkında anketler verilebilir. Ancak bu çalışma, katılımcılar mevcut kronik ağrı düzeylerini bildirdikçe, ağrı tepkilerinin meydana geldiği düşünülen iki bölgedeki (anterior singulat korteks (ACC) ve orbitofrontal korteks (OFC)) beyin aktivitesindeki değişiklikleri de doğrudan inceledi.{4 }
“Fonksiyonel MRI çalışmaları, akut ağrı deneyleri sırasında beynin ACC ve OFC bölgelerinin aydınlandığını gösteriyor. Bu bölgelerin beynin kronik ağrıyı işleme biçiminde de bir rol oynayıp oynamadığını görmekle ilgileniyorduk” dedi Dr. Shirvalkar. “En çok ağrının zaman içinde nasıl değiştiği ve hangi beyin sinyallerinin yüksek düzeyde kronik ağrıya karşılık gelebileceği veya bunu öngörebileceği gibi sorularla ilgileniyorduk.”
Üçü inme sonrası ağrısı ve biri fantom uzuv ağrısı olan dört katılımcıya cerrahi olarak ACC ve OFC’lerini hedefleyen elektrotlar yerleştirildi. Günde birkaç kez, her katılımcıdan yaşadıkları acıyı nasıl derecelendirecekleri, güç, ağrı türü ve ağrı seviyelerinin kendilerini duygusal olarak nasıl hissettirdiği gibi soruları yanıtlamaları istendi. Daha sonra, tam o anda ACC ve OFC’deki aktivitenin bir anlık görüntüsünü sağlayan bir uzaktan kumanda cihazına tıklayarak bir beyin kaydı başlatacaklardı. Araştırma ekibi, makine öğrenimi analizlerini kullanarak katılımcıların kronik ağrı durumunu tahmin etmek için OFC’deki aktiviteyi kullanabildi.
Araştırmacılar, ayrı bir çalışmada ACC ve OFC’nin, katılımcıların vücut bölgelerine ısı uygulanmasının neden olduğu akut ağrıya nasıl tepki verdiğini inceledi. Dört hastanın ikisinde beyin aktivitesi yine ağrı tepkilerini tahmin edebildi, ancak bu durumda ACC en çok etkilenen bölge gibi göründü. Bu, beynin akut ve kronik ağrıyı farklı şekilde işlediğini gösteriyor, ancak bu karşılaştırmada yalnızca iki katılımcıdan alınan verilerin kullanıldığı düşünülürse daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.
Bu çalışma, beyin etkinliği kalıplarını ortaya çıkarmaya yönelik bir ilk adımı temsil ediyor. acı algımızın altında yatan budur. Böyle bir ağrı imzasını belirlemek, kronik ağrıdan kaynaklanan acıyı hafifletmek için beyin aktivitesini değiştirebilen yeni terapilerin geliştirilmesini sağlayacaktır. En acil fayda, kronik ağrıyı tedavi etmek için derin beyin stimülasyonu (DBS) kullanmak üzere HEAL ve BRAIN’de devam eden çalışmaları bilgilendirmek olabilir. Daha fazla katılımcıyı içeren devam eden ve gelecekteki çalışmalar, farklı ağrı koşullarının bu hastalarda görülen OFC aktivitesini paylaşıp paylaşmadığını veya imzaların farklı ağrı koşullarına sahip kişiler arasında nasıl farklılık gösterdiğini belirlemede anahtar olacaktır.
Beyinden gelen aktivite biyobelirteçlerine dayalı olarak stimülasyona ince ayar yapan daha modern DBS yaklaşımları, Parkinson hastalığı ve majör depresif bozukluk{ 10}, ancak bu başarılar köklü beyin biyobelirteçleri gerektirmiştir. Kronik ağrı gibi durumlar için, biyobelirteçlerin tanımlanması erken aşamalardadır.
Kronik ağrı durumları için etkili ve bağımlılık yapmayan tedaviler, NIH HEAL Girişimi’nin opioidi durdurmak için bilimsel çözümler bulma çabalarının ana hedefidir. halk sağlığı krizi. Bulgular, bireyler için ağrı yönetimini kişiselleştirmeye yönelik ağrıya özgü biyobelirteçleri belirlemede önemli bir adımdır ve NIH BRAIN Girişimi’nin önemli bir bileşeni olan beyin devresini daha iyi anlamak için yeni teknolojilerin ve ilerlemelerin geliştirilmesine yol açar.
Referans : Shirvalkar P., Prosky J., Chin G., ve diğerleri, 22 Mayıs 2023, Nature Neuroscience.
DOI: 10.1038/s41593-023- “Kronik Ağrı Durumunun İntrakraniyal Nöral Biyobelirteçler Kullanılarak Tahmin Edilmesi” 01338-z
Bu çalışma BRAIN Initiative (UH3NS109556), NIH HEAL Initiative (UH3NS115631) ve Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) tarafından finanse edilmiştir.