慢性疼痛を示す脳内シグナルを発見
慢性疼痛を示す脳内シグナルを発見
https://www.nytimes.com/2023/05/22/health/chronic-pain-brain-signals.html?action=click&module=Well&pgtype=Homepage§ion=Health
慢性的な痛みは、感情のコントロールや自己評価、意思決定に関わる眼窩前頭皮質の活動に関連していることが、新しい研究で明らかになりました。
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赤で示した脳内記録電極が両側の脳刺激および記録用インプラントに接続されている研究参加者のX線写真。Credit...Prasad Shirvalkar
By Priyanka Runwal
2023年5月22日
研究者らは、慢性的な痛みを感じているときの脳の発火パターンを初めて記録し、いつか痛みの信号を予測したり、あるいは短絡させたりする埋め込み型デバイスへの道を開いた。
ペースメーカーのような装置を外科的に脳内に設置し、1年以上にわたって止まらない神経痛を感じている4人の患者から記録をとった。この装置は、1日に数回、最長6ヶ月間記録し、慢性疼痛が脳のどこに存在するかを知る手がかりとなった。
この研究は、月曜日に学術誌「ネイチャー・ニューロサイエンス」に掲載され、痛みは、感情調節、自己評価、意思決定に関わる領域である眼窩前頭皮質の電気的変動と関連していたことが報告されています。この研究により、このような脳活動のパターンが、神経系の損傷に関連した射撃や火傷のような慢性疼痛を抱える何百万人もの人々の診断や治療の指針となるバイオマーカーとなり得ることが示唆されました。
ピッツバーグ大学医学部の疼痛医学専門医であるAjay Wasan博士は、「この研究は、痛みを処理し、知覚するためには、脳の機能が本当に重要であることを示す、全世代の研究を本当に前進させました」と述べています。
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アメリカの成人の約5人に1人が、3カ月以上続く持続的または反復的な痛みである慢性疼痛を経験しています。痛みを測定するために、医師は通常、数値スケールまたは絵文字に基づく視覚的スケールのいずれかを使用して、患者が自分の痛みを評価することに依存しています。しかし、自己申告による痛みの測定は主観的なものであり、一日のうちでも変化することがあります。また、子どもや障がいのある方のように、痛みを正確に伝えたり、点数化したりすることに苦労する患者さんもいます。
慢性疼痛を治療するための6つのヒント
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理解する 慢性的な痛みを経験する人にとって、痛みは単なる症状ではなく、それ自体が病気であると言えます。現在、科学者たちは、特殊な神経細胞が狂うことによって引き起こされるかもしれないと述べています。
運動が効く。慢性的な痛みを抱えていても、運動はできます。そして、多くの場合、運動は不快感を減らし、痛みの閾値を上げるのに役立つかもしれません。
痛みを原因からコントロールする。慢性疼痛は病気ですが、あなたには痛みをコントロールする力があります。その1つが、日記を書くことです。日記を書くことで自分の気持ちを吐き出す。
自分の考えをリフレームする。専門家は、痛みの心理学者が、脳が痛みを処理する方法を変えるのを助けることができることを発見しています。
役に立つ説明的な言葉を使う。痛みについて話すときに、異なる比喩や第二言語を使うことで、実際に痛みを感じる度合いが変わることがあります。例えば、悪態をつくことは、代わりの言葉を使うよりも有益かもしれません。
自分のチームを見つける。理想的な世界では、医師は痛みのような慢性的な症状に対処する方法を知っているはずです。しかし、この世界では、自分にとってのケアチームを積極的に探し出す必要があるかもしれません。
スタンフォード大学の神経科学者であるケネス・ウェーバーは、「痛みの分野では、自己申告と並行して、より客観的な痛みのマーカーを開発しようという大きな動きがあります」と述べています。痛みの根底にある神経メカニズムについての理解を深めるだけでなく、このようなマーカーは、一部の患者が経験する痛みを検証するのに役立ち、医師が十分に理解していない、あるいは完全に無視していることさえある、とWeber博士は付け加えた。
これまでの研究では、慢性疼痛患者の脳をスキャンして、さまざまな部位の血流の変化を観察し、脳活動の間接的な指標としていた。しかし、このような研究は実験室に限定されており、患者は何度も病院や実験室に通う必要がありました。
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本研究の参加者全体に植え込まれた電極の位置（赤い点）を示す合成脳の模式図。前帯状皮質を紫色、眼窩前頭皮質を黄色で示し、下部には各部位の脳信号の記録例を示す（出典：Prasad Shirvalkar
新しい研究では、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経学者であるPrasad Shirvalkar博士とその同僚が、代わりに電極を使用して、電極の周辺にある何千ものニューロンの集団発火パターンを測定しました。
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研究者たちは、1年以上痛みと付き合い、薬で緩和されなかった4人の患者に、外科的に記録装置を埋め込んだ。このうち3人は、脳卒中の後、痛みが始まった。4人目は、足を失った後のいわゆる幻肢痛であった。
患者は1日に少なくとも3回、自分が感じている痛みを評価し、ボタンを押すと、インプラントが30秒間、脳信号を記録する。自宅や職場で毎日患者を観察することで、「慢性疼痛を実世界で測定したのはこれが初めてです」とShirvalkar博士は語った。
それは、これまで痛みの研究ではあまり研究されてこなかった眼窩前頭皮質と、感情的な手がかりの処理に関わる前帯状皮質の2つの脳部位に電極を設置した。多くの研究が、前帯状皮質が急性および慢性の痛みを知覚するために重要であることを示唆している。
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科学者たちは、患者の痛みのスコアとそれに対応する電気信号のデータを機械学習モデルに送り込み、脳信号だけから慢性疼痛の高い状態と低い状態を予測することができました。
その結果、前頭眼窩皮質からの特定の周波数変動が、慢性疼痛を最もよく予測することが判明した。その脳信号は患者間で共通であったが、患者ごとにユニークな脳活動も見られたとShirvalkar博士は述べた。「すべての患者は、痛みの指紋が異なっていたのです」と博士は言う。
ダートマス大学の神経科学者であり、今回の研究には参加していないTor Wager氏は、このようなバリエーションと4人の研究参加者を考慮し、眼窩前頭皮質のシグネチャーをまだバイオマーカーと呼ぶことには注意が必要であると指摘した。
"我々は間違いなく、脳全体を体系的にカバーすることができる他の方法論を用いた他の研究によって、これを裏付けたい "と彼は言った。
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この研究の著者は、他の脳領域が関与している可能性も指摘している。カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経外科医であるエドワード・チャン博士は、「私たちはまだ始まったばかりです」と述べた。「これは第1章に過ぎない。
このインプラントは、脳深部刺激という別の目的もある。慢性疼痛を治療するための大規模な臨床試験の一環として、Shirvalkar博士と彼の同僚は、電極の近くの脳領域を刺激するために穏やかな電流を使用しています。この実験的治療を受ける4人の患者さんに加え、研究者たちはさらに2人を募集し、最終的には20人または30人に研究を拡大することを目指しています。研究者らは、電極を通してパルスを送り、異常な脳活動を修正することで、患者の長引く痛みを和らげたいと考えています。
この記事のバージョンは、2023年5月23日付ニューヨーク版セクションA、17ページに見出しで掲載されている： 慢性疼痛を示す脳活動を特定する研究。リプリントを注文する｜今日の新聞｜購読する
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