Порушення роботи нейронних мереж може вплинути на біль при фіброміалгії

Нові дослідження виявляють, що гіперреактивні мозкові мережі можуть зіграти свою роль у підвищеній чутливості фіброміалгії.

Дослідження показує, що нервова система людини має загальні характеристики електричної мережі, внаслідок чого невеликі збої в одній зоні мережі можуть спричинити збої в роботі всієї мережі.

Слідчі Мічиганського університету та Університету науки і технологій Поханга в Південній Кореї виявили, що пацієнти з фіброміалгією мають мозкові мережі, які готові до швидкої глобальної реакції на незначні зміни.

Ця аномальна гіперчутливість, яка називається вибуховою синхронізацією (ES), є результатом, який спостерігався в інших мережевих явищах у всій природі. Відкриття ES в мозку людей з фіброміалгією допомагає пояснити, чому часто виникають хронічні болі.

Стаття, опублікована в Наукові звіти, є лише другим дослідженням, що деталізує ЕС у даних мозку людини.

"Вперше це дослідження показує, що гіперчутливість, яку відчувають пацієнти з хронічним болем, може бути наслідком гіперчутливих мозкових мереж", - сказав співавтор Річард Гарріс, доктор філософії, доцент кафедри анестезіології в Мічиганській медицині.

"Випробовувані мали умови, подібні до інших мереж, які зазнають вибухової синхронізації".

У ES невеликий стимул може призвести до різкої синхронізованої реакції в мережі, як це може статися при відмові електромережі (що швидко відключає речі) або припадку (який швидко включає речі).

Це явище до недавнього часу вивчалося не з медицини, а з фізики. Дослідники кажуть, що це перспективний шлях, який слід дослідити в подальших пошуках, щоб визначити, як у людини розвивається фіброміалгія.

"На відміну від звичайного процесу поступового зв’язування різних центрів мозку після подразника, у хворих на хронічний біль виникають стани, які схиляють їх до зв’язку різким, вибуховим способом", - говорить перший автор UnCheol Lee, Ph.D., фізик і доцент кафедри анестезіології в Мічиганській медицині. Ці умови подібні до інших мереж, які піддаються ES, включаючи електромережі, каже Лі.

Дослідники зафіксували електричну активність у мозку 10 жінок-учасниць із фіброміалгією. Базові результати ЕЕГ показали гіперчутливі та нестабільні мозкові мережі, говорить Гарріс.

Важливо, що існувала сильна кореляція між ступенем станів ЕС та інтенсивністю хронічного болю, про яку повідомляли пацієнти під час проведення ЕЕГ.

Потім дослідницька група Лі та співробітники Південної Кореї використовували комп’ютерні моделі мозкової діяльності для порівняння стимульних реакцій хворих на фіброміалгію до нормального стану.

Як і очікувалося, модель фіброміалгії була більш чутливою до електростимуляції, ніж модель без характеристик ES, сказав Гарріс.

"Ми знову бачимо, що мозок хронічного болю електрично нестійкий і чутливий", - сказав він.

Гарріс зазначив, що цей тип моделювання може допомогти в подальшому лікувати фіброміалгію. Оскільки ES можна змоделювати, по суті, поза мозку або в комп'ютері, дослідники можуть вичерпно перевірити наявність впливових регіонів, які перетворюють гіперчутливу мережу на більш стабільну. Потім ці регіони можуть бути націлені на живих людей за допомогою неінвазивних методів модуляції мозку.

Джордж Машур, доктор філософії, доцент, співстарший автор і професор анестезіології в Мічиганській медицині, сказав: «Це дослідження представляє захоплюючу співпрацю фізиків, неврологів та анестезіологів. Мережевий підхід, який може поєднувати дані про мозок пацієнта та комп'ютерне моделювання, віщує можливість персоналізованого підходу до лікування хронічного болю ".

Джерело: Університет Мічигану