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Los investigadores identifican firmas cerebrales para el dolor crónico en un pequeño grupo de individuos


Por primera vez, los investigadores han registrado datos relacionados con el dolor desde el interior del cerebro de personas con trastornos de dolor crónico causados ​​por un accidente cerebrovascular o una amputación (dolor del miembro fantasma). Un objetivo buscado durante mucho tiempo ha sido comprender cómo la actividad cerebral representa el dolor y cómo modular esa actividad para aliviar el sufrimiento del dolor crónico. Los datos se recopilaron durante meses mientras los pacientes estaban en casa y se analizaron utilizando herramientas de aprendizaje automático. Al hacerlo, los investigadores identificaron un área del cerebro asociada con el dolor crónico y biomarcadores objetivos de dolor crónico en pacientes individuales.

Estos hallazgos, que representan un primer paso hacia el desarrollo de métodos novedosos para rastrear y tratar el dolor crónico, se publicaron en Neurociencia de la naturaleza y financiado por la iniciativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) de los Institutos Nacionales de la Salud y la Iniciativa a largo plazo para ayudar a terminar con la adicción, o NIH HEAL Initiative.

«Este es un gran ejemplo de cómo las herramientas para medir la actividad cerebral que se originaron en la Iniciativa BRAIN se han aplicado al importante problema de salud pública de aliviar el dolor crónico severo y persistente», dijo Walter Koroshetz, MD, director del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos. y accidente cerebrovascular, parte de los NIH. «Tenemos la esperanza de que la construcción a partir de estos hallazgos preliminares pueda conducir a tratamientos efectivos y no adictivos para el dolor».

El dolor crónico es uno de los mayores contribuyentes a la discapacidad en todo el mundo. El dolor neuropático es causado por daño al propio sistema nervioso. Ocurre más comúnmente debido a una lesión en los nervios de nuestro cuerpo, pero para las personas de este estudio, se cree que su dolor se origina en el cerebro mismo. Este tipo de dolor no responde bien a los tratamientos actuales y puede debilitar a las personas que viven con él.

Cuando lo piensas bien, el dolor es una de las experiencias más fundamentales que puede tener un organismo. A pesar de esto, todavía hay mucho que no entendemos acerca de cómo funciona el dolor. Al desarrollar mejores herramientas para estudiar y afectar potencialmente las respuestas al dolor en el cerebro, esperamos brindar opciones a las personas que viven con afecciones de dolor crónico».

Prasad Shirvalkar, MD, Ph.D., profesor asociado de anestesia y cirugía neurológica en la Universidad de California, San Francisco, y autor principal del estudio

Tradicionalmente, los investigadores recopilan datos sobre el dolor crónico a través de autoinformes de quienes viven con la afección. Ejemplos de este tipo de datos incluyen cuestionarios sobre la intensidad del dolor y el impacto emocional del dolor. Sin embargo, este estudio también analizó directamente los cambios en la actividad cerebral en dos regiones donde se cree que ocurren las respuestas al dolor: la corteza cingulada anterior (ACC) y la corteza orbitofrontal (OFC), ya que los participantes informaron sus niveles actuales de dolor crónico.

«Los estudios de resonancia magnética funcional muestran que las regiones ACC y OFC del cerebro se iluminan durante los experimentos de dolor agudo. Estábamos interesados ​​en ver si estas regiones también desempeñaban un papel en la forma en que el cerebro procesa el dolor crónico», dijo el Dr. Shirvalkar. «Estábamos más interesados ​​​​en preguntas como cómo cambia el dolor con el tiempo y qué señales cerebrales podrían corresponder o predecir altos niveles de dolor crónico».

A cuatro participantes, tres con dolor posterior al accidente cerebrovascular y uno con dolor de miembro fantasma, se les implantaron quirúrgicamente electrodos dirigidos a su ACC y OFC. Varias veces al día, se le pidió a cada participante que respondiera preguntas relacionadas con cómo calificarían el dolor que estaban experimentando, incluida la fuerza, el tipo de dolor y cómo su nivel de dolor los hacía sentir emocionalmente. Luego iniciarían una grabación cerebral haciendo clic en un dispositivo de control remoto, que proporcionaba una instantánea de la actividad en el ACC y OFC en ese momento exacto. Usando análisis de aprendizaje automático, el equipo de investigación pudo usar la actividad en la OFC para predecir el estado de dolor crónico de los participantes.

En un estudio separado, los investigadores observaron cómo la ACC y la OFC respondieron al dolor agudo, que fue causado por la aplicación de calor en áreas del cuerpo de los participantes. En dos de los cuatro pacientes, la actividad cerebral nuevamente pudo predecir las respuestas al dolor, pero en este caso, la ACC parecía ser la región más involucrada. Esto sugiere que el cerebro procesa el dolor agudo frente al crónico de manera diferente, aunque se necesitan más estudios dado que en esta comparación se usaron datos de solo dos participantes.

Este estudio representa un paso inicial hacia el descubrimiento de los patrones de actividad cerebral que subyacen a nuestra percepción del dolor. La identificación de una firma de dolor de este tipo permitirá el desarrollo de nuevas terapias que puedan alterar la actividad cerebral para aliviar el sufrimiento debido al dolor crónico. El beneficio más inmediato puede estar en la información de los estudios en curso en HEAL y BRAIN para emplear la estimulación cerebral profunda (DBS) para tratar el dolor crónico. El trabajo en curso y futuro que involucre a más participantes será clave para determinar si las diferentes condiciones de dolor comparten la actividad OFC observada en estos pacientes o cómo las firmas difieren entre personas con diferentes condiciones de dolor.

Se han utilizado enfoques más modernos de DBS que ajustan la estimulación en función de los biomarcadores de actividad del cerebro para tratar con éxito algunos trastornos cerebrales, como la enfermedad de Parkinson y el trastorno depresivo mayor, pero esos éxitos han requerido biomarcadores cerebrales bien establecidos. Para condiciones como el dolor crónico, la identificación de biomarcadores se encuentra en las primeras etapas.

Los tratamientos efectivos y no adictivos para las condiciones de dolor crónico son un objetivo principal de los esfuerzos de la Iniciativa NIH HEAL para encontrar soluciones científicas para detener la crisis de salud pública de los opioides. Los hallazgos son un paso clave para identificar biomarcadores específicos del dolor para personalizar el manejo del dolor para las personas, lo que lleva al desarrollo de nuevas tecnologías y avances para comprender mejor el circuito cerebral, un componente importante de la Iniciativa NIH BRAIN.

Este estudio fue financiado por la Iniciativa BRAIN (UH3NS109556), la Iniciativa NIH HEAL (UH3NS115631) y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA).

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