Потираем виски от боли. Ученые рассказывают, почему прикосновение к больной части тела улучшает самочувствие

Ученые из Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института впервые наблюдали, как стимуляция нейронов при боли проявляется в мозге мышей, пишет BigThink. Открытие команды предлагает исследователям более глубокое понимание сложной взаимосвязи между болью и прикосновением и может дать некоторое представление о хронической боли у людей. "Мы заинтересованы в этом, потому что это обычный человеческий опыт, — говорит иследователь Фань Ван. Когда у вас болит какая-то часть тела, вы ее трете, верно? Мы знаем, что таким образом прикосновение может облегчить боль". Но, по ее словам, нейробиологам было очень трудно изучать этот феномен.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Опосредованное прикосновением облегчение боли может начинаться в спинном мозге, где в предыдущих исследованиях были обнаружены чувствительные к боли нейроны, чьи сигналы притупляются в ответ на прикосновение. Но были намеки на то, что мозг тоже был вовлечен в процесс обезболивания. Ван говорит, что этот аспект реакции в значительной степени не изучен, потому что может быть трудно отслеживать реакцию мозга на болезненные раздражители среди всей другой нервной активности, происходящей там, особенно когда животное движется. Таким образом, хотя ее команда знала, что мыши реагируют на потенциально болезненный раздражитель на щеке, вытирая морду лапами, они не могли проследить конкретную реакцию боли в мозгу животных, чтобы увидеть, помогло ли это потирание успокоиться. "Если вы посмотрите на мозг, когда животное трет морду, сигналы движения и прикосновения полностью подавляют любой возможный болевой сигнал", — объясняет Ван.

Она и ее коллеги нашли способ обойти это препятствие. Вместо того, чтобы изучать эффекты трения лица, они сосредоточили свое внимание на более тонкой форме прикосновения: нежных вибрациях, производимых движением усов животных. Мыши используют свои усы для исследования, перемещая их вперед и назад в ритмичном движении, известном как взмахи, чтобы ощутить окружающую среду. Это движение активирует тактильные рецепторы на лице и посылает информацию в мозг в виде вибротактильных сигналов. Человеческий мозг получает такие же сигналы прикосновения, когда пожимает руку, отдернув ее от болезненно горячей сковороды, — это еще один способ, которым мы пытаемся облегчить боль с помощью прикосновения.

Ван и ее коллеги обнаружили, что это движение усов изменяет то, как мыши реагируют на раздражающее тепло или тыкание в мордочку — и то, и другое обычно приводит к ее потиранию. "Когда неприятные раздражители применялись в присутствии их самопроизвольного вибротактильного взмахивания — они реагировали гораздо меньше", — говорит она. Иногда, при взмахах усов, животные полностью игнорировали эти болезненные раздражители.

В соматосенсорной коре головного мозга, где обрабатываются сенсорные и болевые сигналы, команда обнаружила сигнальные изменения, которые, по-видимому, лежат в основе этого эффекта. "Клетки, которые преимущественно реагируют на тепло и тыкание, реже активируются, когда мыши взмахивают руками. Когда возникает болевая стимуляция, обычно траектория динамики популяции быстро меняется на потирание. Но если они уже были в процессе взмахивания усами, это займет гораздо больше времени, — говорит Ван. Они реже реагируют на болевые раздражители".

Даже когда взмахивающие животные терли мордочку в ответ на болезненные раздражители, команда обнаружила, что нейронам в мозгу требуется больше времени, чтобы принять паттерны возбуждения, связанные с этим растирающим движением. Ван отмечает, что даже за долю секунды до того, как спровоцированные мыши начинают тереть морду, когда животные относительно неподвижны, может быть трудно разобраться, какие сигналы мозга связаны с восприятием тепла и тыкания, а какие участвуют в движении усов. Ее команда разработала вычислительные инструменты, чтобы разделить эти сигналы, и надеется, что другие нейробиологи будут использовать новые алгоритмы, чтобы разобраться в своих собственных данных.

Влияние поглаживания на болевые сигналы, по-видимому, зависит от специальной схемы обработки прикосновений, которая посылает тактильную информацию в соматосенсорную кору из области мозга, называемой вентральным задним таламусом. Когда исследователи заблокировали этот путь, взмахи усами больше не ослабляли реакцию животных на болезненные раздражители. Теперь, говорит Ван, она и ее команда хотят узнать, как эта схема работает с другими частями мозга, чтобы моделировать восприятие и реакцию на болезненные раздражители. Исследователь говорит, что новые результаты могут пролить свет на состояние, называемое таламическим болевым синдромом, хроническим болевым расстройством, которое может развиться у пациентов после инсульта, поражающего таламус головного мозга. "Такие удары могут нарушать функции таламических цепей, которые обычно передают чистые сигналы прикосновения и ослабляют болевые сигналы в коре", — говорит Ван.

Ранее Фокус писал, что ученые утверждают, что потеря внимательности способствует обучению и генерации идей. Согласно новому исследованию, это может позволить нам усваивать информацию, которая может быть не связана напрямую с поставленной задачей, но все равно является важной и может пригодиться в других сферах.