無副作用、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，人類一直在尋求合適的方式對抗疼痛。為了減輕疼痛，人們經(jīng)常求助于傳統(tǒng)的止痛****。不過，這些****物往往伴隨著各種各樣的副作用，長期服用還有成癮的風(fēng)險。

全世界目前有數(shù)百萬人正在承受慢性疼痛的折磨，長期疼痛通常會導(dǎo)致行動不便、焦慮、對阿片類****物的依賴和抑郁。

最近，科學(xué)家們在緩解疼痛的研究上取得了新的進展。瑞典研究員發(fā)現(xiàn)，通過一種新的個性化電極大腦植入技術(shù)，實現(xiàn)了重大突破，該技術(shù)可以緩解劇烈疼痛，而且不會出現(xiàn)通常與鎮(zhèn)痛****物相關(guān)的常見副作用。

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題有關(guān)，從整個社會的視角來看，也是導(dǎo)致生產(chǎn)力下降和醫(yī)療保健費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，有時甚至?xí)a(chǎn)生依賴性或成癮性。最近，瑞典隆德大學(xué)的一組科學(xué)家開發(fā)了一種無****物技術(shù)，可以通過使用超薄、組織友好的微電極進行個性化刺激來減輕疼痛 。

這一研究論文近日發(fā)表在《科學(xué)進展》上 ，不過尚未在人體完成實驗，研究員希望能夠在未來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，用于研究的電極非常柔軟，對大腦非常溫和。它們能夠精確地激活大腦的疼痛控制中心，同時避免對產(chǎn)生副作用的神經(jīng)細(xì)胞的刺激。 

試驗過程中，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副作用的特定電極。這種方法可以實現(xiàn)極其準(zhǔn)確和個性化的刺激治療。

通過激活大腦的疼痛控制中心來停止疼痛，然后只阻止疼痛通路中到大腦皮層的信號傳遞。

具體來說，研究者通過在 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大的鎮(zhèn)痛控制來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，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題，研究者開發(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在深部腦靶。在本研究中通過引入去絕緣觸點的多級位置進一步開發(fā)了這種設(shè)計，目的是在包括 PAG 和 DRN 的體積中提供刺激位點，從而為神經(jīng)組織在三個維度 (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)計還減少了事先不知道適當(dāng)刺激部位的精確位置的問題。

該團隊成功地在不影響任何運動技能或感覺系統(tǒng)的情況下，幾乎完全阻斷了疼痛。該方法在沒有與嗎啡使用相關(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）在相同動物（n = 8）中在第 4 至 5 周期間對相同動物（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。此外，嗎啡引起了明顯的行為鎮(zhèn)靜跡象。例如，老鼠通常會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，而在 PAG/DRN 簇刺激期間不存在行為鎮(zhèn)靜或皮質(zhì)活動抑制的跡象這些結(jié)果表明，與嗎啡相比，PAG/DRN 簇刺激產(chǎn)生更強的鎮(zhèn)痛作用，且副作用更小。

疼痛研究的第一作者 Matilde Forni 說：“我們的結(jié)果表明，實際上可以開發(fā)出強大且無副作用的止痛****，這是迄今為止的一個重大挑戰(zhàn)。” 

希望8年內(nèi)適用人體，有望治療帕金森和抑郁癥

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

Forni 解釋說，他們希望能夠盡快將使用結(jié)果使用在人類身上，因為人腦的控制系統(tǒng)與老鼠的控制系統(tǒng)相當(dāng)。根據(jù) Forni 的說法，可以調(diào)整電極設(shè)計以適用于人類。 

根據(jù)論文另一作者Jens Shouenborg 的說法，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，為了將這項技術(shù)應(yīng)用于臨床，下一步將是增加微電極的長度和數(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 年的時間內(nèi)為患有嚴(yán)重慢性疼痛的個體提供治療。 

相關(guān)報道：

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