Los investigadores han registrado por primera vez los patrones de activación del cerebro cuando una persona experimenta dolor crónico, allanando el camino para que algún día los dispositivos implantados predigan las señales de dolor o incluso las eludan.
Usando un dispositivo similar a un marcapasos colocado quirúrgicamente dentro del cerebro, los científicos registraron a cuatro pacientes que habían experimentado un dolor nervioso incesante durante más de un año. Los dispositivos registraron varias veces al día durante un máximo de seis meses, ofreciendo pistas sobre la ubicación del dolor crónico en el cerebro.
El estudio, publicado el lunes en la revista Nature Neuroscience, informó que el dolor estaba asociado con fluctuaciones eléctricas en la corteza orbitofrontal, un área involucrada en la regulación emocional, la autoevaluación y la toma de decisiones. La investigación sugiere que tales patrones de actividad cerebral podrían servir como biomarcadores para guiar el diagnóstico y el tratamiento de millones de personas con dolor punzante o ardiente crónico relacionado con un sistema nervioso dañado.
«El estudio realmente avanza toda una generación de investigación que ha demostrado que la función cerebral es realmente importante para procesar y percibir el dolor», dijo el Dr. Ajay Wasan, especialista en medicina del dolor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, que no participó en el estudio. el estudio.
A proposito uno de cada cinco Los adultos estadounidenses sufren de dolor crónico, que es un dolor persistente o recurrente que dura más de tres meses. Para medir el dolor, los médicos generalmente confían en que los pacientes califiquen su dolor, utilizando una escala numérica o una escala visual basada en emojis. Pero las mediciones de dolor autoinformadas son subjetivas y pueden variar a lo largo del día. Y algunos pacientes, como niños o personas con discapacidades, pueden tener problemas para comunicarse o evaluar con precisión su dolor.
«Hay un gran impulso en el campo del dolor para desarrollar marcadores de dolor más objetivos que puedan usarse junto con los autoinformes», dijo Kenneth Weber, neurocientífico de la Universidad de Stanford, que no participó en el estudio. Además de mejorar nuestra comprensión de los mecanismos neuronales que subyacen al dolor, añadió el Dr. Weber, estos marcadores pueden ayudar a validar el dolor experimentado por algunos pacientes que sus médicos no aprecian completamente, o incluso ignoran por completo.
Estudios previos normalmente han escaneado los cerebros de pacientes con dolor crónico para observar cambios en el flujo sanguíneo a varias regiones, una medida indirecta de la actividad cerebral. Sin embargo, dicha investigación se limita a los laboratorios y requiere que los pacientes visiten un hospital o un laboratorio varias veces.
En el nuevo estudio, el Dr. Prasad Shirvalkar, neurólogo de la Universidad de California en San Francisco, y sus colegas usaron electrodos para medir el patrón de disparo colectivo de miles de neuronas cerca de los electrodos.
Los investigadores implantaron quirúrgicamente los dispositivos de grabación en cuatro personas que habían estado viviendo con dolor durante más de un año y no habían encontrado alivio con la medicación. Para tres de los pacientes, el dolor comenzó después de un derrame cerebral. El cuarto sufrió el llamado dolor de miembro fantasma después de perder una pierna.
Al menos tres veces al día, los pacientes calificaron el dolor que sentían y luego presionaron un botón que provocó que sus implantes registraran señales cerebrales durante 30 segundos. Mediante el seguimiento diario de los pacientes, en el hogar y en el trabajo, «esta es la primera vez que se mide el dolor crónico en el mundo real», dijo el Dr. Shirvalkar.
Los investigadores colocaron electrodos en dos áreas del cerebro: la corteza orbitofrontal, que no se ha estudiado mucho en la investigación del dolor, y la corteza cingulada anterior, una región involucrada en el procesamiento de señales emocionales. muchos estudios sugirió que la corteza cingulada anterior es importante para percibir el dolor agudo y crónico.
Los científicos introdujeron datos sobre las puntuaciones de dolor de los pacientes y las señales eléctricas correspondientes en modelos de aprendizaje automático, que luego podrían predecir estados de dolor crónico alto y bajo basándose solo en señales cerebrales.
Los investigadores encontraron que ciertas fluctuaciones de frecuencia en la corteza orbitofrontal eran los mejores predictores de dolor crónico. Si bien esta firma cerebral es común entre los pacientes, dijo el Dr. Shirvalkar, cada paciente también mostró una actividad cerebral única. “Cada paciente en realidad tenía una huella dactilar diferente para su dolor”, dijo.
Dadas estas variaciones y solo cuatro participantes en el estudio, Tor Wager, un neurocientífico de Dartmouth College que no participó en el estudio, sugirió precaución al duplicar las firmas de la corteza orbitofrontal como biomarcadores.
«Definitivamente queremos corroborar esto con otros estudios que utilizan otras metodologías que pueden proporcionar una cobertura sistemática de todo el cerebro», dijo.
Los autores del estudio también anotaron que otras regiones del cerebro podrían estar involucradas. «Apenas estamos comenzando», dijo el Dr. Edward Chang, neurocirujano de la Universidad de California en San Francisco. «Este es solo el primer capítulo».
Los implantes tienen otro propósito: la estimulación cerebral profunda. Como parte de un ensayo clínico más grande para tratar el dolor crónico, el Dr. Shirvalkar y sus colegas están utilizando corrientes eléctricas leves para estimular las regiones del cerebro cercanas a los electrodos. Además de los cuatro pacientes del estudio que reciben esta terapia experimental, los investigadores pretenden reclutar a dos personas más y posiblemente ampliar el estudio a 20 o 30 personas. Los investigadores esperan aliviar el dolor persistente de los pacientes enviando pulsos a través de los electrodos para corregir cualquier actividad cerebral aberrante.