Fire pasienter med kroniske smerter fikk operert inn elektroder i hjernen som målte hjerneaktivitet.
(Bilde: Prasad Shirvalkar)
Forskere fant hjernesignaler for kronisk smerte
Funnet kan ha betydning for utvikling av dyp hjernestimulering som behandling mot kronisk smerte.
I en ny studie har forskere målt kronisk smerte basert på hjerneaktivitet.
Som regel måles smerte subjektivt, ved at en person forteller hvordan det føles.
Objektive markører er målinger som er mulig å gjøre i kroppen.
Å finne slike markører er viktig for å forstå mekanismene bak smerte, for diagnostisering og for å utvikle nye behandlinger, mener forskere bak en ny studie i Nature Neuroscience.
De har fulgt pasienter med kroniske smerter som hadde fått operert inn elektroder i hjernen som målte hjerneaktivitet.
Forskerne fant en sammenheng mellom hjernesignalene og deltakernes rapportering om smerte.
De håper at dette blant annet kan bidra til å utvikle dyp hjernestimulering som en behandlingsform for alvorlig kronisk smerte.
Dette innebærer at områder i hjernen stimuleres med strøm via implantater som er operert inn.
To hjerneområder
Fire deltakere med kroniske smerter var med i studien. De hadde såkalte nevropatiske smerter. Det er smerter som kommer av at sentralnervesystemet er skadet.
Tre hadde hatt slag, og én hadde fantomsmerter etter å ha mistet et bein.
Deltakerne hadde fått operert inn elektroder i hjernen. Disse målte aktiviteten i to hjerneoråder: Den orbitofrontale cortexen, som har å gjøre med planlegging og forventning og den fremre cingulate cortexen, som har å gjøre med følelser.
Det forteller en av forskerne bak studien, Prasad Shirvalkar, forsker ved University of California, San Francisco, i en artikkel i The Conversation.
Disse hjerneområdene lyser opp når man studerer akutt smerte ved funksjonell MR-undersøkelse (fMRI), forteller Shirvalkar i en pressemelding.
– Vi var interessert i å se om disse regionene også spilte en rolle i hvordan hjernen behandler kronisk smerte, sier han.
Funksjonell MR-undersøkelse er en mye brukt teknikk i hjerneforskning for å se på hvilke hjerneområder som blir aktivert i ulike situasjoner.
Rapporterte om smerten
Deltakerne i den nye studien levde som normalt mens målinger ble gjort via implantatene over flere måneder.
De ble bedt om å rapportere om hvor sterk smerte de kjente minst tre ganger om dagen. Etterpå tykket de på en knapp som gjorde at hjerneaktiviteten ble målt.
Forskerne brukte en maskinlæringsmodell for å se om hjerneaktiviteten hadde noen sammenheng med graden av opplevd smerte.
Hjernesignalene bestod av elektriske bølger, som kunne brytes ned til forskjellige frekvenser. Det blir litt det samme som at en musikalsk akkord kan brytes ned til individuelle lyder med forskjellig tonehøyde, forklarer Shirvalkar i The Conversation.
Det så ut til at lave frekvenser i den orbitofrontale cortexen var nøkkelen.
– Jo større skifte i lavfrekvent aktivitet vi målte, jo mer sannsynlig var det at pasienten opplevde intens smerte, forklarer Shirvalkar.
Behandles på forskjellig måte i hjernen
Forskerne gjorde også forsøk der deltakere opplevde kortvarig smerte som følge av varme mot kroppen.
I disse tilfellene var det andre hjerneområdet mest involvert hos to pasienter: den fremre cingulate cortexen.
De tyder på at akutt og kronisk smerte prosesseres på forskjellig måte i hjernen, ifølge forskerne.
– Kronisk smerte er ikke bare en mer varig versjon av akutt smerte. Den er grunnleggende annerledes i hjernen, sier Shirvalkar til avisa The Guardian.
Antallet deltakere i studien er imidlertid lavt, og dette er noe som må undersøkes videre.
En del av en større studie
Studien er en del av et større prosjekt der Shirvalkar og kolleger undersøker om dyp hjernestimulering kan redusere kroniske nevropatiske smerter.
Implantatene kan stimulere hjerneområdene med milde pulser av elektrisitet. Her er tanken å forsøke å rette på mønstrene som skaper smerte idet de forekommer.
Deltakerne i studien mottar behandlingen, og forskerne planlegger å utvide med flere personer, ifølge The New York Times.
Dyp hjernestimulering brukes for å behandle symptomer på Parkinsons sykdom. Det er også testet mot alvorlig depresjon med varierende resultater.
Bør undersøkes i andre deler av hjernen
Selv om hjerneaktiviteten knyttet til kronisk smerte lignet hos pasientene, hadde hver et unikt mønster.
Med tanke på variasjonen mener Tor Wager, hjerneforsker ved Dartmouth College, at man må være forsiktig med å kalle funnet for en biomarkør enda. Det sier han til The New York Times. Han har ikke vært med på studien.
– Vi ønsker definitivt å bekrefte dette med andre studier som bruker andre metoder som kan gi systematisk dekning av hele hjernen, sier Wager.
Prasad Shirvalkar skriver i The Conversation at man fortsatt ikke vet hvilke andre hjerneregioner som kan inneholde viktige smertesignaler. Han skriver også at det er uklart om signalene de fant vil gjelde for andre pasienter med andre smertetilstander.
Referanse:
Prasad Shirvalkar, m. fl.: «First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers», Nature Neuroscience, 22. mai 2023.
