Як швидко ми відчуваємо біль? Дослідження скасовує попередні уявлення
Нові дослідження відміняють поширене уявлення про те, що люди, на відміну від інших ссавців, обробляють біль повільніше, ніж дотик. Отримані дані можуть мати значні наслідки для діагностики та лікування болю.
До цього часу науковий консенсус був таким, що у людини нервові сигнали, що «передають» дотик до мозку, швидші, ніж ті, що передають біль.
Дослідники вважали, що ця різниця в швидкості пов'язана з тим, що сенсорні сигнали просуваються по нервах із щільною оболонкою мієліну - ізолюючого шару ліпідів, який утворює захисну оболонку навколо нервів. Мієлін допомагає нервам швидше передавати сигнали.
На відміну від цього, больові сигнали проходять через нерви, які або взагалі не мають мієліну, або мають лише дуже тонкий шар.
Інші ссавці мають так звані надшвидкі ноцицептори (рецептори, що виявляють пошкоджуючі або потенційно пошкоджуючі подразники), тобто аферентні нейрони з товстою оболонкою мієліну, щоб якомога швидше передавати больові сигнали. Але, чи те саме стосується людей?
Саад Нагі, головний інженер-дослідник кафедри клінічної та експериментальної медицини та Центру соціальної та афективної нейронауки в Університеті Лінчепінг у Швеції, нещодавно очолив групу дослідників, які прагнуть відповісти на це питання.
"Здатність відчувати біль є життєво важливою для нашого виживання, - пояснює Нагі, - так чому наша система сигналізації болю повинна бути набагато повільнішою, ніж система, що використовується для дотику, і набагато повільнішою, ніж може бути?"
Щоб з’ясувати це, вчені застосували техніку, яка називається мікронейрографія, яка дозволила їм візуалізувати та відстежувати нервовий рух від “периферичних нервів, що ведуть до м’язів та шкіри”.
Нагі та команда застосували цю методику до 100 здорових учасників дослідження та опублікували результати у журналі Наукові досягнення.
Біль проходить так само швидко, як і дотик
Техніка мікронейрографії, або "одноодиничні записи аксонів", дозволила дослідникам відстежувати біль і сенсорні сигнали в нервових волокнах одного нейрона.
Нагі та команда шукали нейрони, які передавали сигнали так само швидко, як дотик, але також поводились як ноцицептори.
Дослідження показало, що 12% нейронів з товстою мієліновою оболонкою мали ті самі властивості, що і ноцицептори, оскільки вони могли виявляти та передавати «шкідливі подразники», такі як грубі погладжування чи пощипування кисті.
Больові рецептори не реагують на м’який дотик, як і ці нейрони, які дослідники перевірили м’якими мазками кисті. Нарешті, ці нервові клітини передавали больові сигнали так само швидко, як чутливі до нейронів.
Щоб перевірити, чи функція цих надшвидких нервових клітин справді полягала в тому, щоб передавати біль, дослідники використовували вимірювальні електроди для нанесення коротких точних електричних сплесків, спрямованих на окремі нервові клітини. В результаті учасники дослідження повідомили, що відчувають різкі відчуття.
"Коли ми активували окрему нервову клітину, це спричиняло сприйняття болю, тому ми робимо висновок, що ці нервові клітини пов'язані з больовими центрами мозку", - говорить Нагі.
«Стає очевидним, що густо мієліновані нервові волокна сприяють виникненню болю, коли він має механічну причину. Наші результати ставлять під сумнів опис підручника швидкої системи сигналізації дотику та повільнішої системи сигналізації болю. Ми припускаємо, що про біль можна сигналізувати так само швидко, як і дотик ».
Саад Нагі
Нагі та його колеги також обстежили людей, які перенесли пошкодження нервів, через які вони втратили густо мієлінізовані нервові клітини, але не вплинули на їх тонкомієліновані нервові клітини. В результаті пошкодження ці учасники не можуть відчувати легкий дотик.
Команда Нагі висунула гіпотезу, що втрата мієлінованих нервових волокон також вплине на нещодавно відкриту надшвидку мережу ноцицепторів. Дослідники виявили, що ці люди не можуть відчувати механічного болю.
Висновки, пояснюють вчені, можуть допомогти лікарям діагностувати хворобливі стани та забезпечити кращу допомогу людям, які відчувають цей симптом.
