Причина появления фантомной боли и потенциальное лечение

Исследователи определили причину хронической и в настоящее время неизлечимой боли у пациентов с ампутациями и серьезными повреждениями нервов, а также потенциальное лечение, которое опирается на инженерию вместо лекарств.

Ученые обнаружили, что причиной фантомной боли является «перестройка» проводящих путей мозга. Этот феномен чаще всего встречается у людей, которым ампутировали конечности. Также учёные нашли потенциальный способ лечения фантомной боли, который использует методы искусственного интеллекта.

Исследователи во главе с группой из Университета Осака в Японии в сотрудничестве с Кембриджским университетом использовали нейрокомпьютерный интерфейс (интерфейс «мозг-компьютер»), чтобы обучить группу из десяти людей контролировать роботизированную руку силой мысли. Медики обнаружили, что если пациент пытался контролировать протез, связывая движение со своей отсутствующей рукой, то фантомная боль усиливалась. Однако боль уменьшалась, если пациент управлял протезом, связывая его движение с непораженной рукой.

Как сообщается в журнале Nature Communications, на основании данных был сделан вывод, что у пациентов с фантомной болью перекрещены нервные пути в участке мозга, отвечающем за чувствительность и движения. Исправив это нарушение, можно устранить причину синдрома. Результаты также могут быть применены к пациентам с другими формами хронической боли, включая боль при артрите.

Каждый год в Великобритании проводится более 5000 ампутаций, а больные диабетом 1 или 2 типа особенно рискуют подвергнуться этой операции. В большинстве случаев люди с ампутированной рукой или серьёзными повреждениями нерва, приводящими к потере чувствительности в руке, продолжают чувствовать эту конечность. От 50 до 80 процентов этих пациентов страдают от хронической боли в отсутствующей конечности, известной как фантомная боль.

“Даже если руки нет, люди с фантомной болью все еще чувствуют эту руку — это в основном ощущение боли или жжения. Обычные обезболивающие при купировании болевого синдрома неэффективны”, — говорит соавтор исследования д-р Бен Сеймур, нейробиолог из Компьютерной и биологической учебной лаборатории Кембриджского университета. “Мы хотели увидеть, можем ли мы придумать лечение, основанное на инженерии”.

Популярная теория возникновения фантомной боли — это нарушение проведения в сенсомоторной коре, части мозга, отвечающей за обработку сенсорных сигналов и выполнения движений. Другими словами, существует несоответствие между движением и восприятием этого движения.

В данном исследовании, Сеймур и его коллеги во главе с Такуфуми Янагисавой из Университета Осаки использовали интерфейс “мозг-компьютер” для расшифровки активности нейронов при действиях, которые должен произвести пациент, чтобы переместить свою “фантомную” руку, а затем с помощью искусственного интеллекта превратили расшифрованное движение “фантомной” руки в движение роботизированного нейропротеза.

“Мы обнаружили, что чем лучше пораженная сторона мозга справлялась с использованием роботизированной руки, тем сильнее становилась боль”, — сказал Янагисава. “Двигательная часть мозга работает нормально, но нет чувствительной обратной связи — в этом и несоответствие”.

Затем исследователи изменили свою технику, чтобы обучить “неправильную” сторону мозга: например, пациенты без левой руки были обучены перемещать протез, используя импульсы, связанные с их правой рукой, и наоборот. После обучения этой парадоксальной технике, пациенты обнаружили, что их боль значительно ослабла. Тот факт, что они научились контролировать руку таким способом, доказывает преимущество пластичности (способности мозга перестраиваться и изучать новые вещи) сенсомоторной коры и показывает четкую связь между пластичностью и болью.

Хотя результаты исследования являются многообещающими, Сеймур предупреждает, что эффекты носят временный характер, и эффективности терапии требуется много дорогостоящего медицинского оборудования. Тем не менее он считает, что лечение, основанное на их технике, может стать доступным в течение 5–10 лет. “В идеале, мы хотели бы увидеть метод, которым люди могли бы пользоваться дома или применять вместе с физиопроцедурами”, — сказал он. “Результаты показывают, что сочетание методов искусственного интеллекта с новыми технологиями является перспективным направлением для лечения боли, а также важной областью для дальнейшего сотрудничества в области исследований Великобритании и Японии”.

Источник: https://vk.cc/5Mmxoc