درد امکان پذیر ناخوشایند باشد، اما در زیاد تر موارد یک نقش حیاتی و حتی نجات‌قسمت دارد. دردهای مختصر‌زمان همانند سیگنال‌های هشداردهنده‌ می باشند که از ما در برابر صدمه محافظت می‌کنند. هنگامی یک ماهیتابه داغ را لمس می‌کنید و انگشت پایتان یا سرتان به جایی برخورد می‌کند، سیستم عصبی شما فوراً یک هشدار می‌فرستد که شما را وادار می‌کند تا پیش از ابراز صدمه زیاد تر، خودتان را عقب بکشید. درد از بین می‌رود، بدن بهبود می‌یابد و شما به یاد می‌آورید که دفعه سپس چه کاری را نباید انجام دهید.

به نقل از ساینس دیلی، داستان درد مزمن کاملاً متفاوت است. در این شرایط، سیگنال هشدار حتی بعد از بهبود صدمه هم متوقف نمی‌شود. درد مزمن به یک همراه دائمی و نامرئی تبدیل می‌شود که می‌تواند سال‌ها یا حتی دهه‌ها ادامه یابد. «نیکلاس بتلی»(Nicholas Betley)، متخصص علوم اعصاب «دانشگاه پنسیلوانیا»(UPenn) او گفت: این تنها یک صدمه نیست که بهبود نمی‌یابد، بلکه یک ورودی مغزی است که حساس و بیش‌فعال شده است و تعیین چگونگی آرام کردن آن ورودی می‌تواند به اراعه درمان‌های بهتر پشتیبانی کند.

بتلی به همراه پژوهشگران «دانشگاه پیتسبرگ»(University of Pittsburgh) و «مؤسسه پژوهشی اسکریپس»(Scripps Research Institute)، قطعه مهمی را از پازل درد مزمن کشف کرده‌اند. تحقیقات آنها به گروه خاصی از سلول‌های بنیادین مغز به نام «نورون‌های گفتن‌کننده گیرنده»(Y1R) اشاره دارد که در «هسته پارابراکیال»(Parabrachial nucleus) مغز قرار گرفته‌اند. این نورون‌ها در حالت‌های درد مداوم فعال خواهد شد، اما سیگنال‌های مربوط به گرسنگی، هراس و تشنگی را نیز پردازش می‌کنند. این مشخص می کند که مغز می‌تواند عکس العمل به درد را در زمان نیازهای سریع تر تنظیم کند.

یافته‌های این پژوهش نشان خواهند داد که تسکین درد امکان پذیر مقدور باشد، چون همان طور که پژوهشگران در مقاله خود نوشته‌اند، مدارهایی در مغز وجود دارند که می‌توانند فعالیت نورون‌های انتقال‌دهنده سیگنال درد را افت دهند.

ردیابی درد در مغز

گروه بتلی با همکاری پژوهشگران «آزمایشگاه تیلور»(Taylor lab) در دانشگاه پیتسبرگ، از تصویربرداری کلسیم برای به عکس کشیدن در لحظه فعالیت نورون‌ها در مدل‌های حیوانی درد مختصر‌زمان و طویل مدت منفعت گیری کردند. آنها دریافتند که نورون‌های Y1R فقطً به حملات سریع درد عکس العمل نشان نمی‌دهند، بلکه در طول درد طویل مدت به طور مدام فعال خواهد شد. این اتفاق‌ به گفتن «فعالیت تونیک»(Tonic activity) شناخته می‌شود.

بتلی این اتفاق را با موتوری که حتی بعد از پارک کردن ماشین روشن مانده است، قیاس می‌کند. سیگنال‌های درد حتی وقتی که بهبودی جسمی کامل به نظر می‌رسد، هم چنان در بعد‌عرصه به صدا در می‌آیند. این فعالیت عصبی مداوم امکان پذیر توضیح دهد که چرا برخی افراد زمان‌ها بعد از صدمه یا جراحی هم چنان حس درد می‌کنند.

این پژوهش از یک کشف غیرمنتظره که بتلی بعد از پیوستن به دانشگاه پنسیلوانیا در سال ۲۰۱۵ به آن رسیده می بود، سرچشمه گرفت. کشف او این می بود که به نظر می‌رسد گرسنگی، درد مزمن را افت می‌دهد. بتلی او گفت: با دقت به توانایی خودم حس کردم هنگامی واقعاً گرسنه هستیم، تقریباً هر کاری را برای به دست آوردن غذا انجام می‌دهیم. هنگامی سخن بگویید از درد مزمن و طویل مدت به بین می‌آید، به نظر می‌رسد گرسنگی در افت درد از داروی مسکن «ادویل»(Advil) نیرومندتر است.

این اطلاعات، الهام‌قسمت تحقیقات زیاد تر شدند. «نیتسان گلدشتاین»(Nitsan Goldstein)، دانشجوی اسبق کارشناسی ارشد دانشگاه پنسیلوانیا دریافت که دیگر حالت‌های حیاتی بقا همانند تشنگی و هراس نیز می‌توانند درد طویل مدت را سرکوب کنند. این گروه پژوهشی با همکاری «آزمایشگاه کندی»(Kennedy lab) در مؤسسه پژوهشی اسکریپس نشان دادند که هنگامی بقای سریع در برتری قرار می‌گیرد، هسته پارابراکیال مغز می‌تواند ورودی‌های حسی را نسبت به درد آرام فیلتر کند.

گلدشتاین او گفت: این به ما نشان داد که مغز به گمان زیاد یک روش ذاتی را برای برتری‌بندی نیازهای سریع بقا بر درد دارد و ما می‌خواستیم نورون‌های مسؤول این تحول را اشکار کنیم.

قسمت کلیدی این تحول، یک مولکول سیگنال‌دهنده موسوم به «نوروپپتید Y» یا «NPY» است که به مغز پشتیبانی می‌کند تا به مدیریت نیازهای رقابتی بپردازد. هنگامی گرسنگی یا هراس برتری اشکار می‌کنند، NPY بر گیرنده‌های Y1 در هسته پارابراکیال تأثیر می‌گذارد تا سیگنال‌های درد مداوم را تعدیل کند.

گلدشتاین توضیح می‌دهد: انگار مغز این کلید داخلی را دارد که درد را نادیده بگیرد. اگر گرسنه باشید یا با یک شکارچی مواجه شوید، نمی‌توانید تحمل کنید که درد طویل مدت شما را از پا درآورد. نورون‌هایی که توسط تهدیدهای دیگر همانند این مثالها فعال خواهد شد، NPY انتشار می‌کنند و NPY نیز سیگنال درد را خاموش می‌کند تا دیگر نیازهای بقا در برتری قرار بگیرند.

یک سیگنال پراکنده

پژوهشگران در این پروژه، هویت مولکولی و آناتومیکی نورون‌های Y1R را در هسته پارابراکیال اشکار کردند. آنها دریافتند که نورون‌های Y1R، دو جمعیت آناتومیکی یا مولکولی منظم را راه اندازی نمی‌دهند. در عوض، این نورون‌ها در تعداد بسیاری از انواع سلول‌های دیگر پراکنده شده‌اند.

بتلی او گفت: این همانند نگاه کردن به خودروها در یک پارکینگ است. ما انتظار داشتیم همه نورون‌های Y1R به طور خوشه‌ای از خودروهای زرد باشند که در کنار یکدیگر پارک شده‌اند، اما در اینجا نورون‌های Y1R همانند رنگ زردی می باشند که در بین خودروهای قرمز، آبی و سبز پراکنده شده‌اند. ما دقیقاً نمی‌دانیم چرا، اما فکر می‌کنیم این توزیع پراکنده امکان پذیر به مغز امکان دهد تا انواع گوناگون ورودی‌های دردناک را در مدارهای متعدد تعدیل کند.

به حرف های بتلی، چیزی که او را درمورد این کشف شوق‌زده می‌کند، بازدید زیاد تر پتانسیل آن برای منفعت گیری از فعالیت عصبی Y1 به گفتن نشانگر زیستی درد مزمن است؛ چیزی که گسترش‌دهندگان دارو و پزشکان زمان‌ها است آن را نداشته‌اند.

بتلی در ادامه گفت: بیماران اکنون امکان پذیر به متخصص ارتوپد یا مغز و اعصاب مراجعه کنند و هیچ صدمه آشکاری در آنها وجود نداشته باشد، اما بیماران تا این مدت درد دارند. چیزی که ما در این پژوهش نشان داده‌ایم، این است که امکان دارد مشکل در اعصاب محل صدمه نباشد، بلکه در خود مدار مغز باشد. اگر بتوانیم این نورون‌ها را مقصد قرار دهیم، مسیر کاملاً جدیدی برای درمان باز می‌شود.

این چنین، این پژوهش مشخص می کند که مداخلات رفتاری همانند ورزش، مدیتیشن و درمان شناختی حرکت امکان پذیر بر نحوه‌ فعالیت این مدارهای مغزی تأثیر بگذارند؛ درست همان طور که گرسنگی و هراس در آزمایشگاه این کار را انجام دادند.

بتلی او گفت: ما نشان داده‌ایم که این مدار انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را بالا یا پایین برد. به این علت، آینده فقط طراحی یک قرص نیست، بلکه سوال این است که چطور حرکت، آموزش و سبک زندگی می‌تواند نحوه رمزگذاری درد توسط این نورون‌ها را تحول دهد.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.