Ученые из Калифорнийского университета с помощью технологий машинного обучения расшифровали сигналы мозга у страдающих от хронической боли людей. Это первый шаг к тому, чтобы облегчить боль.
Ученые впервые зарегистрировали сигналы мозга о боли, используя метод машинного обучения. В исследовании участвовали пациенты, страдающие хроническими болевыми расстройствами, которые были вызваны инсультом или ампутацией.
Исследователи давно пытаются понять, как боль отражается на активности мозга. С помощью электродов, вживленных в голову пациентов, они смогли записывать нейронную активность в течение нескольких месяцев. Затем с помощью машинного обучения ученые смогли предсказать степень выраженности боли на основе нейронной активности.
По словам ученых, результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Neuroscience, могут помочь в разработке методов лечения хронической боли — одной из крупнейших причин инвалидности во всем мире.
Исследование финансировалось двумя инициативами: программой Национальных институтов здравоохранения (NIH) Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) и долгосрочной инициативой Helping to End Addiction.
"Это отличный пример того, как инструменты для измерения активности мозга, созданные в рамках инициативы BRAIN, применяются для решения важной проблемы общественного здравоохранения — облегчения постоянной, сильной хронической боли, — отметил директор Национального института неврологических расстройств и инсульта Уолтер Корошец. — Мы надеемся, что исследования на основе этих предварительных результатов могут привести к созданию эффективных, не вызывающих привыкания методов лечения боли".
Надежда для людей, живущих с хронической болью
В исследовании изучались непосредственно изменения активности в двух областях мозга: передней поясной коре (ППК) и орбитофронтальной коре (ОФК), где, как считается, происходит реакция на боль, в то время как пациенты самостоятельно сообщали о своем уровне боли.
У троих участников была постинсультная боль, у одного — фантомная боль конечностей, и у всех была нейропатическая боль.
Нейропатическая боль чаще всего возникает после повреждения нервов в нашем теле. Этот вид боли плохо реагирует на существующие методы лечения и может быть изнурительным для людей, живущих с ней.
Участникам исследования были хирургически имплантированы электроды, направленные на ППК и ОФК. Несколько раз в день участники отвечали на вопросы о своей боли и включали запись мозга, которая позволяла получить снимок активности в этих двух областях мозга. Затем методом машинного обучения составлялся прогноз состояния хронической боли у участников.
"Если подумать, боль — это одно из самых фундаментальных переживаний, которые может испытывать организм, — говорит доцент кафедры анестезии и неврологической хирургии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и ведущий автор исследования Прасад Ширвалкар. — Несмотря на это, мы все еще многого не понимаем о том, как работает боль. Разрабатывая более совершенные инструменты для изучения и потенциального воздействия на болевые реакции в мозге, мы надеемся предоставить людям, страдающим от хронических болевых состояний, новые возможности".
Исследование — первый шаг к раскрытию закономерностей мозговой активности, которые вызывают наше восприятие боли. Ученые считают, что это позволит разработать новые методы лечения, способные изменить активность мозга и облегчить страдания, вызванные хронической болью.
Потребуются дальнейшие исследования с участием большего числа участников, чтобы определить, имеют ли различные болевые состояния одну и ту же активность мозга и если нет, то как она различается у людей с различными заболеваниями.
