Потираємо виски від болю. Вчені розповідають, чому дотик до хворої частини тіла покращує самопочуття

Вчені з Інституту досліджень мозку МакГоверна Массачусетського технологічного інституту вперше спостерігали, як стимуляція нейронів під час болю проявляється в мозку мишей, пише Big Think. Відкриття команди пропонує дослідникам глибше розуміння складного взаємозв'язку між болем та дотиком і може дати деяке уявлення про хронічний біль у людей. "Ми зацікавлені в цьому, тому що це звичайний людський досвід, — каже дослідниця Фань Ван. Коли у вас болить якась частина тіла, ви її трете, правильно? Ми знаємо, що так дотик може полегшити біль". Але за її словами, нейробіологам було дуже важко вивчати цей феномен.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Опосередковане дотиком полегшення болю може починатися у спинному мозку, де в попередніх дослідженнях виявлено чутливі до болю нейрони, сигнали яких притуплюються у відповідь на дотик. Але були натяки на те, що мозок теж був залучений до процесу знеболювання. Ван каже, що цей аспект реакції значною мірою не вивчений, тому що може бути важко відстежувати реакцію мозку на хворобливі подразники серед усієї іншої нервової активності, що відбувається там, особливо коли рухається тварина. Так, хоча її команда знала, що миші реагують на потенційно болісний подразник на щоці, витираючи морду лапами, вони не могли простежити конкретну реакцію болю в мозку тварин, щоб побачити, чи це потирання допомогло заспокоїтися. "Якщо ви подивіться на мозок, коли тварина тре морду, сигнали руху і дотику повністю пригнічують будь-який можливий больовий сигнал", — пояснює Ван.

Вона та її колеги знайшли спосіб обійти цю перешкоду. Замість того, щоб вивчати ефекти тертя обличчя, вони зосередили свою увагу на тоншій формі дотику: ніжних вібраціях від рухів тварин. Миші використовують свої вуса для дослідження, переміщуючи їх уперед і назад у ритмічному русі, відомому як помахи, щоб відчути довкілля. Цей рух активує тактильні рецептори на обличчі та посилає інформацію в мозок у вигляді вібротактильних сигналів. Людський мозок отримує такі ж сигнали дотику, коли опускає руку, відсмикнувши її від болісно гарячої сковороди, — це ще один спосіб, яким ми намагаємося полегшити біль за допомогою дотику.

Ван та її колеги виявили, що цей рух вусів змінює те, як миші реагують на дратівливе тепло чи тикання в мордочку — і те, й інше зазвичай призводить до її потирання. "Коли неприємні подразники застосовувалися у присутності їх мимовільного вібротактильного змахування — вони реагували набагато менше", — каже вона. Іноді при помахах вусів тварини повністю ігнорували ці хворобливі подразники.

У сомато-сенсорній корі головного мозку, де обробляються сенсорні та болючі сигнали, команда виявила сигнальні зміни, які, мабуть, лежать в основі цього ефекту. "Клітини, які переважно реагують на тепло і тикання, рідше активуються, коли миші змахують руками. Коли виникає больова стимуляція, зазвичай траєкторія динаміки популяції швидко змінюється на потирання. Але якщо вони вже були в процесі змахування вусами, це займе набагато більше часу, — каже Ван. Вони рідше реагують на болючі подразники".

Навіть коли тварини, що змахують, терли мордочку у відповідь на хворобливі подразники, команда виявила, що нейронам у мозку потрібно більше часу, щоб прийняти патерни збудження, пов'язані з цим рухом, що розтирає. Ван зазначає, що за частку секунди доти, як спровоковані миші починають терти морду, коли тварини відносно нерухомі, може бути важко розібратися, які сигнали мозку пов'язані зі сприйняттям тепла і тикання, які беруть участь у русі вусів. Її команда розробила обчислювальні інструменти, щоб розділити ці сигнали, і сподівається, що інші нейробіологи використовуватимуть нові алгоритми, щоб розібратися у своїх власних даних.

Вплив погладжування на больові сигнали, мабуть, залежить від спеціальної схеми обробки дотиків, яка посилає тактильну інформацію в сомато-сенсорну кору з мозку, званої вентральним заднім таламусом. Коли дослідники заблокували цей шлях, помахи вусами не послаблювали реакцію тварин на хворобливі подразники. Тепер, каже Ван, вона та її команда хочуть дізнатися, як ця схема працює з іншими частинами мозку, щоб моделювати сприйняття та реакцію на хворобливі подразники. Дослідник каже, що нові результати можуть пролити світло на стан, званий таламічний больовий синдром, хронічний больовий розлад, який може розвинутися у пацієнтів після інсульту, що вражає таламус головного мозку. "Такі удари можуть порушувати функції таламічних ланцюгів, які зазвичай передають чисті сигнали дотику і послаблюють болючі сигнали в корі", — говорить Ван.

Раніше Фокус писав, що вчені стверджують, що втрата уважності сприяє навчанню та генерації ідей. Згідно з новим дослідженням, це може дозволити нам засвоювати інформацію, яка може бути не пов'язана безпосередньо з поставленим завданням, але все одно є важливою і може стати в пригоді в інших сферах.