無(wú)副作用、效果超越嗎啡！用微電極精準(zhǔn)管理大腦“疼痛中心”，科學(xué)家探索止痛新方法

大數(shù)據(jù)文摘作品

作者：Mickey

從古至今，人類(lèi)一直在尋求合適的方式對(duì)抗疼痛。為了減輕疼痛，人們經(jīng)常求助于傳統(tǒng)的止痛****。不過(guò)，這些****物往往伴隨著各種各樣的副作用，長(zhǎng)期服用還有成癮的風(fēng)險(xiǎn)。

全世界目前有數(shù)百萬(wàn)人正在承受慢性疼痛的折磨，長(zhǎng)期疼痛通常會(huì)導(dǎo)致行動(dòng)不便、焦慮、對(duì)阿片類(lèi)****物的依賴(lài)和抑郁。

最近，科學(xué)家們?cè)诰徑馓弁吹难芯可先〉昧诵碌倪M(jìn)展。瑞典研究員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)一種新的個(gè)性化電極大腦植入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了重大突破，該技術(shù)可以緩解劇烈疼痛，而且不會(huì)出現(xiàn)通常與鎮(zhèn)痛****物相關(guān)的常見(jiàn)副作用。

嚴(yán)重慢性疼痛影響日常生活，傳統(tǒng)治療方法副作用大

美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心發(fā)表的研究表明，大約 20% 的人口患有慢性疼痛，其中的8%病癥比較嚴(yán)重，影響日常生活。

慢性疼痛與許多精神和身體問(wèn)題有關(guān)，從整個(gè)社會(huì)的視角來(lái)看，也是導(dǎo)致生產(chǎn)力下降和醫(yī)療保健費(fèi)用高昂的主要因素之一。也正因如此，科學(xué)家們一直在尋求更好的緩解疼痛的方式。

最常用的疼痛管理方法是借助****物。然而，這種方法通常伴隨著副作用，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生依賴(lài)性或成癮性。最近，瑞典隆德大學(xué)的一組科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種無(wú)****物技術(shù)，可以通過(guò)使用超薄、組織友好的微電極進(jìn)行個(gè)性化刺激來(lái)減輕疼痛 。

這一研究論文近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上 ，不過(guò)尚未在人體完成實(shí)驗(yàn)，研究員希望能夠在未來(lái)8年內(nèi)推廣到人體。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj2847

消除疼痛的副作用：相比嗎啡陣痛效果更好且副作用更小

論文的首席研究員、神經(jīng)生理學(xué)教授 Jens Schouenborg 解釋說(shuō)，用于研究的電極非常柔軟，對(duì)大腦非常溫和。它們能夠精確地激活大腦的疼痛控制中心，同時(shí)避免對(duì)產(chǎn)生副作用的神經(jīng)細(xì)胞的刺激。 

試驗(yàn)過(guò)程中，研究者將向大腦植入一組超薄電極。隨后， 仔細(xì)隔離提供純止痛且無(wú)副作用的特定電極。這種方法可以實(shí)現(xiàn)極其準(zhǔn)確和個(gè)性化的刺激治療。

通過(guò)激活大腦的疼痛控制中心來(lái)停止疼痛，然后只阻止疼痛通路中到大腦皮層的信號(hào)傳遞。

具體來(lái)說(shuō)，研究者通過(guò)在 PAG/DRN 中植入深部腦刺激 (DBS) 電極，已經(jīng)多次嘗試使用這種強(qiáng)大的鎮(zhèn)痛控制來(lái)治療患有頑固性疼痛的患者。

鑒于高度柔性和薄的微電極比剛性微電極引起的組織反應(yīng)不太嚴(yán)重并能夠提供高精度刺激，它們可能有助于克服最先進(jìn)的基于模擬的持續(xù)性疼痛治療經(jīng)常發(fā)生的不利影響。不過(guò)，由于薄微電極****電流的能力有限，因此其放置的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

為了解決以最小的組織反應(yīng)完成精確的大腦刺激的問(wèn)題，研究者開(kāi)發(fā)出將高度靈活的超薄微電極插入深部大腦目標(biāo)的方法。通過(guò)嵌入在針形、硬明膠微電極即植入期間膨脹，然后溶解，高度靈活的微電極可以被植入并攤開(kāi)在深部腦靶。在本研究中通過(guò)引入去絕緣觸點(diǎn)的多級(jí)位置進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了這種設(shè)計(jì)，目的是在包括 PAG 和 DRN 的體積中提供刺激位點(diǎn)，從而為神經(jīng)組織在三個(gè)維度 (3D) 中的微調(diào)、顆粒刺激提供新的范例。值得注意的是，集群設(shè)計(jì)還減少了事先不知道適當(dāng)刺激部位的精確位置的問(wèn)題。

該團(tuán)隊(duì)成功地在不影響任何運(yùn)動(dòng)技能或感覺(jué)系統(tǒng)的情況下，幾乎完全阻斷了疼痛。該方法在沒(méi)有與嗎啡使用相關(guān)的認(rèn)知影響的情況下大大優(yōu)于嗎啡。

據(jù)論文數(shù)據(jù)，研究者比較了 PAG/DRN 刺激與嗎啡（1 毫克/千克，皮下注射）在相同動(dòng)物（n = 8）中在第 4 至 5 周期間對(duì)相同動(dòng)物（n = 8）的鎮(zhèn)痛作用，以衡量 PAG/DRN 簇刺激的鎮(zhèn)痛效果。嗎啡誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛作用不如 PAG/DRN 刺激強(qiáng)。此外，嗎啡引起了明顯的行為鎮(zhèn)靜跡象。例如，老鼠通常會(huì)在呼吸變慢和閉上眼睛的情況下入睡。此外，嗎啡還抑制了 S1 皮質(zhì)中的自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)，而在 PAG/DRN 簇刺激期間不存在行為鎮(zhèn)靜或皮質(zhì)活動(dòng)抑制的跡象這些結(jié)果表明，與嗎啡相比，PAG/DRN 簇刺激產(chǎn)生更強(qiáng)的鎮(zhèn)痛作用，且副作用更小。

疼痛研究的第一作者 Matilde Forni 說(shuō)：“我們的結(jié)果表明，實(shí)際上可以開(kāi)發(fā)出強(qiáng)大且無(wú)副作用的止痛****，這是迄今為止的一個(gè)重大挑戰(zhàn)?！?nbsp;

希望8年內(nèi)適用人體，有望治療帕金森和抑郁癥

不過(guò)，在隆德的這一研究是在老鼠身上進(jìn)行的。那么，這一試驗(yàn)結(jié)果可以轉(zhuǎn)移到人類(lèi)身上嗎？

Forni 解釋說(shuō)，他們希望能夠盡快將使用結(jié)果使用在人類(lèi)身上，因?yàn)槿四X的控制系統(tǒng)與老鼠的控制系統(tǒng)相當(dāng)。根據(jù) Forni 的說(shuō)法，可以調(diào)整電極設(shè)計(jì)以適用于人類(lèi)。 

根據(jù)論文另一作者Jens Shouenborg 的說(shuō)法，該技術(shù)原則上可以適用于大腦的所有部分。這意味著它可能不僅僅用于緩解疼痛，還可以治療像帕金森這樣的退行性腦疾病，也可以治療癲癇和抑郁癥等疾病。 

據(jù)了解，目前這些方向都是有待探索的軌跡，但首先，隆德的科學(xué)家們表示，為了將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于臨床，下一步將是增加微電極的長(zhǎng)度和數(shù)量以及必要的安全性研究。希望他們的技術(shù)能夠在不到 8 年的時(shí)間內(nèi)為患有嚴(yán)重慢性疼痛的個(gè)體提供治療。 

相關(guān)報(bào)道：

https://www.universal-sci.com/article/relieving-chronic-pain-with-microelectrodes