Ученые находят мозговой центр, который «глубоко» закрывает боль

Исследовательская группа Университета Дьюка обнаружила небольшую область мозга у мышей, которая может глубоко контролировать чувство боли у животных.

Несколько неожиданно этот мозговой центр выключает боль, а не включает. Он также расположен в районе, где мало кто мог бы подумать, что нужно искать противоболевый центр — миндалину, которую часто считают домом отрицательных эмоций и реакций, таких как реакция на драку или бегство и общее беспокойство.

«Люди верят, что есть центральное место для облегчения боли, поэтому плацебо работает», — сказал старший писатель Фан Ван, выдающийся профессор нейробиологии им. Морриса Н. Шоу в Медицинской школе. «Вопрос в том, где в мозге находится центр, который может отключить боль».

«Большинство предыдущих исследований было посвящено тому, какие области включаются болью», — сказал Ван. «Но есть так много областей, которые обрабатывают боль, вам придется отключить их все, чтобы остановить боль. В то время как этот единственный центр может отключить боль самостоятельно».

Эта работа является продолжением более ранних исследований в лаборатории Вана по изучению нейронов, которые активируются, а не подавляются общими анестетиками. В исследовании, проведенном в 2019 году, они обнаружили, что общая анестезия способствует медленноволновому сну, активируя супраоптическое ядро ​​мозга. Но сон и боль разделены, важная подсказка, которая привела к новому открытию, которое появляется онлайн 18 мая в Nature Neuroscience .

Исследователи обнаружили, что общая анестезия также активирует специфическое подмножество тормозных нейронов в центральной миндалине, которое они назвали нейронами CeAga (CeA обозначает центральную миндалину; ga указывает на активацию общей анестезией). У мышей относительно большая центральная миндалина, чем у людей, но Ван сказала, что у нее нет причин полагать, что у нас другая система для контроля боли.

Используя технологии, которые лаборатория Вана впервые применила для отслеживания путей активированных нейронов у мышей, команда обнаружила, что CeAga был связан со многими различными областями мозга, «что было неожиданностью», сказал Ван.

Предоставляя мышам слабый болевой стимул, исследователи могли отобразить все активируемые болью области мозга. Они обнаружили, что по меньшей мере 16 мозговых центров, которые, как известно, обрабатывают сенсорные или эмоциональные аспекты боли, получали тормозную информацию от CeAga.

«Боль — сложная реакция мозга», — сказал Ван. «Это включает сенсорную дискриминацию, эмоции и вегетативные реакции (непроизвольная нервная система). Лечение боли путем ослабления всех этих процессов мозга во многих областях очень трудно достичь. Но активация ключевого узла, который естественным образом посылает тормозные сигналы для обработки боли регионы были бы более надежными. «

Используя технологию оптогенетики, которая использует свет для активации небольшой популяции клеток в мозге, исследователи обнаружили, что они могут отключить самообслуживание, которое проявляет мышь, когда она чувствует себя некомфортно, активируя нейроны CeAga. Поведение облизывания лап или вытирания лица было «полностью отменено» в тот момент, когда включался свет для активации противоболевого центра.

«Это так резко», сказал Ван. «Они просто мгновенно перестают лизать и тереть».

Когда ученые ослабили активность этих нейронов CeAga, мыши ответили, как будто временное оскорбление снова стало интенсивным или болезненным. Они также обнаружили, что низкие дозы кетамина, анестезирующего препарата, который дает ощущение, но блокирует боль, активируют центр CeAga и не будут работать без него.

Теперь исследователи будут искать лекарства, которые могут активировать только эти клетки для подавления боли, как потенциальные будущие болеутоляющие средства, сказал Ван.

«Другая вещь, которую мы пытаемся сделать, — это (транскриптом) чередовать адские клетки», — сказала она. Исследователи надеются найти ген редкого или уникального рецептора клеточной поверхности среди этих специализированных клеток, который позволил бы очень специфическому лекарству активировать эти нейроны и облегчить боль.

Это исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения (DP1MH103908, R01 DE029342, R01 NS109947, R01 DE027454), премией Holland-Trice Scholar, фондом WM Keck и стипендиальной стипендией Национального научного фонда.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Дьюка . Оригинал написан Карлом Лейфом Бейтсом. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Туи Хуа, Бин Чен, Донгье Лу, Кацуясу Сакурай, Шенгли Чжао, Бао-Ся Хань, Дживу Ким, Люпин Инь, Юн Чен, Цзинхао Лу, Фан Ван. Общие анестетики активируют мощный центральный контур подавления боли в миндалине . Природная нейронаука , 2020; DOI: 10.1038 / s41593-020-0632-8