محققان برای اولین بار الگوهای شلیک مغز را در زمانی که فرد احساس درد مزمن می کند، ثبت کرده اند تا راه را برای دستگاه های کاشته شده برای پیش بینی سیگنال های درد آنها هموار کنند. دانشمندان با استفاده از یک دستگاه ضربان ساز مانند که به صورت جراحی در داخل مغز قرار داده شده بود، از چهار بیمار که بیش از یک سال احساس درد عصبی بی وقفه داشتند، ثبت گرفتند. امواج این دستگاه‌ها چندین بار در روز به مدت شش ماه ثبت می‌شدند و سرنخ‌هایی را برای اینکه درد مزمن در کجای مغز قرار دارد ارائه می‌کردند. این مطالعه که در مجله Nature Neuroscience منتشر شد، گزارش داد که این درد با نوسانات الکتریکی در قشر اوربیتوفرونتال، ناحیه ای که در تنظیم احساسات، خود ارزیابی و تصمیم گیری نقش دارد، مرتبط است. این تحقیق نشان می‌دهد که چنین الگوهایی از فعالیت مغز می‌تواند به عنوان نشانگرهای زیستی برای راهنمایی تشخیص و درمان برای میلیون‌ها نفر با درد مزمن عمل کند. دکتر آجی واسان، متخصص طب درد در دانشکده پزشکی دانشگاه پیتسبورگ، گفت: این مطالعه واقعاً یک نسلی از تحقیقات را جلو میبرد که نشان می‌دهد عملکرد مغز برای پردازش و درک درد بسیار مهم است.

پیشینه پژوهش

در مطالعات قبلی معمولاً مغز بیماران مبتلا به درد مزمن را برای مشاهده تغییرات در جریان خون در نواحی مختلف اسکن می‌کردند که معیار غیرمستقیم فعالیت مغز است. با این حال، چنین تحقیقاتی به محیط‌های آزمایشگاهی محدود می‌شود و بیماران را ملزم می‌کند چندین بار به بیمارستان یا آزمایشگاه مراجعه کنند.

روش پژوهش

در مطالعه جدید، دکتر پراساد شیروالکار، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، و همکارانش به جای آن از الکترودها برای اندازه گیری الگوی شلیک جمعی هزاران نورون استفاده کردند. محققان این دستگاه های ثبت را با جراحی در چهار نفر که بیش از یک سال با درد زندگی می کردند و از طریق داروها تسکین پیدا نکرده بودند، کاشتند. برای سه نفر از بیماران، درد پس از سکته مغزی شروع شد. نفر چهارم پس از از دست دادن یک پا دچار درد اندام فانتوم بود. حداقل سه بار در روز، بیماران دردی را که احساس می‌کردند ارزیابی می‌کردند و سپس دکمه‌ای را فشار می‌دادند که ایمپلنت‌هایشان را برای ثبت سیگنال‌های مغز به مدت 30 ثانیه آماده میکرد. دکتر شیروالکار گفت: با پیگیری روزانه بیماران، در خانه و محل کار، "این اولین بار است که درد مزمن در دنیای واقعی اندازه گیری می شود."
محققان الکترودهایی را در دو ناحیه مغز قرار دادند: قشر اوربیتوفرونتال، که در تحقیقات درد چندان مورد مطالعه قرار نگرفته است، و قشر کمربندی قدامی، ناحیه ای که در پردازش نشانه های احساسی نقش دارد. بسیاری از مطالعات نشان داده اند که قشر کمربندی قدامی برای درک درد حاد و مزمن مهم است. دانشمندان داده‌های مربوط به نمرات درد بیماران و سیگنال‌های الکتریکی مربوطه را به مدل‌های یادگیری ماشینی داده‌اند، که می‌توانند وضعیت‌های درد مزمن بالا و پایین را تنها بر اساس سیگنال‌های مغزی پیش‌بینی کنند.

نتایج

محققان دریافتند که نوسانات فرکانس خاصی از قشر اوربیتوفرونتال، بهترین پیش بینی کننده درد مزمن است. دکتر شیروالکار گفت اگرچه این محل مغزی در میان بیماران رایج بود، اما هر بیمار نیز فعالیت مغزی منحصر به فردی را نشان داد. او گفت: هر بیمار در واقع اثر انگشت متفاوتی برای درد خود داشت.