Несколько неожиданно этот мозговой центр выключает боль, а не включает ее. Он также расположен в районе, где мало кто подумал бы искать противоболевой центр, миндалевидное тело, которое часто считается домом отрицательных эмоций и реакций, таких как реакция борьбы или бегства и общая тревога.
«Люди действительно верят, что есть центральное место для облегчения боли, поэтому плацебо работают», – сказал старший автор журнала Фань Ван, Morris N. Заслуженный профессор нейробиологии медицинского факультета. "Вопрос в том, где в мозгу находится центр, который может выключить боль."
«Большинство предыдущих исследований были сосредоточены на том, какие области включаются болью», – сказал Ван. "Но существует так много областей, обрабатывающих боль, что вам придется отключить их все, чтобы прекратить боль. Принимая во внимание, что этот центр может сам выключить боль."
Работа является продолжением более раннего исследования в лаборатории Вана, посвященного нейронам, которые активируются, а не подавляются общими анестетиками.
В исследовании 2019 года они обнаружили, что общая анестезия способствует медленноволновому сну, активируя надоптическое ядро мозга. Но сон и боль разделены, и это важный ключ к новому открытию, опубликованному 18 мая в журнале Nature Neuroscience.
Исследователи обнаружили, что общая анестезия также активирует определенную подгруппу тормозных нейронов в центральной миндалине, которую они назвали нейронами CeAga (CeA обозначает центральную миндалину; ga обозначает активацию под общей анестезией). У мышей центральная миндалина относительно крупнее, чем у людей, но Ван сказала, что у нее нет оснований полагать, что у нас есть другая система контроля боли.
Используя технологии, впервые разработанные лабораторией Вана для отслеживания путей активированных нейронов у мышей, команда обнаружила, что CeAga был подключен ко многим различным областям мозга, «что было неожиданностью», – сказал Ван.
Дав мышам слабый болевой стимул, исследователи смогли составить карту всех активируемых болью областей мозга. Они обнаружили, что по крайней мере 16 мозговых центров, которые, как известно, обрабатывают сенсорные или эмоциональные аспекты боли, получали тормозной сигнал от CeAga.
«Боль – это сложная реакция мозга», – сказал Ван. "Это включает сенсорную дискриминацию, эмоции и вегетативные (непроизвольные) реакции нервной системы. Очень трудно справиться с болью, подавляя все эти мозговые процессы во многих областях. Но активация ключевого узла, который естественным образом посылает тормозящие сигналы в эти области обработки боли, будет более надежной."
Используя технологию под названием оптогенетика, которая использует свет для активации небольшой популяции клеток в головном мозге, исследователи обнаружили, что они могут отключить самообеспеченное поведение, которое мышь демонстрирует, когда она чувствует себя некомфортно, путем активации нейронов CeAga. Вылизывание лап или вытирание лица были «полностью отменены» в тот момент, когда включался свет, чтобы активировать обезболивающий центр.
"Это так резко", – сказал Ван. "Они мгновенно перестают лизать и тереться."
Когда ученые снизили активность этих нейронов CeAga, мыши отреагировали так, как будто временное воздействие снова стало интенсивным или болезненным. Они также обнаружили, что кетамин в низких дозах, анестезирующий препарат, который дает ощущение, но блокирует боль, активировал центр CeAga и без него не работал бы.
Теперь исследователи собираются искать лекарства, которые могут активировать только эти клетки для подавления боли, в качестве потенциальных будущих обезболивающих, сказал Ван.
«Еще одна вещь, которую мы пытаемся сделать, – это (транскриптом) секвенировать чертовски эти клетки», – сказала она.
Исследователи надеются найти среди этих специализированных клеток ген редкого или уникального рецептора клеточной поверхности, который позволит очень специфическому лекарству активировать эти нейроны и облегчить боль.
Это исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения (DP1MH103908, R01 DE029342, R01 NS109947, R01 DE027454), премией Holland-Trice Scholar Award, W.M.
Keck Foundation и докторская стипендия Национального научного фонда.