Oamenii de ştiinţă au descoperit circuite cerebrale implicate în ameliorarea durerii prin efectul Placebo.
O cercetare publicată miercuri în revista Nature dezvăluie o nouă cale de control a durerii, de la cortex la cerebel, esenţială pentru analgezia placebo - atunci când aşteptarea unei ameliorări a durerii duce la ameliorarea durerii fără o intervenţie terapeutică, cum ar fi un medicament.
Substanţele placebo oferă posibilitatea tentantă de ameliorare a durerii fără medicamente sau intervenţii chirurgicale, bazându-se în mare măsură pe aşteptările că durerea va dispărea.
Oricât de intangibil şi evaziv ar părea acest lucru, efectul placebo este foarte real, iar oamenii de ştiinţă l-au urmărit acum până la circuitele neuronale specifice din creier în cadrul unui experiment recent realizat pe şoareci.
Mai mult, în acest proces, echipa de cercetători condusă de Chong Chen, anestezist la Universitatea din Carolina de Nord (UNC) Chapel Hill, a descoperit, de asemenea, că o parte a trunchiului cerebral despre care nu se ştia anterior că este implicată în procesarea durerii este, de fapt, implicată.
Oamenii de ştiinţă caută de ani de zile baza biologică a efectului placebo în creier - un lucru dificil de făcut atunci când răspunsul unei persoane la un placebo este, de asemenea, psihologic şi probabil influenţat de experienţe anterioare care pot condiţiona indivizii să gândească într-un anumit fel.
Aşteptările legate de faptul că un tratament sau o intervenţie chirurgicală va funcţiona sau nu şi va ameliora durerea joacă, de asemenea, un rol în efectul placebo, asupra căruia autoritatea medicilor are o mare influenţă.
Studiile de imagistică cerebrală au evidenţiat anumite caracteristici ale creierului despre care se crede că îi fac pe oameni mai susceptibili la efectul placebo, inclusiv diferenţe în conectivitatea dintre cortexul cingulat anterior, regiunea prefrontală din faţa acestuia şi trunchiul cerebral.
Aceste modificări regionale, identificabile pe scanările cerebrale, ar putea fi utile pentru a indica cine ar putea răspunde puternic la un placebo şi cum ar putea afecta acest lucru studiile clinice.
Paradoxul Placebo
Experienţa umană, în faţa durerii, este aceea de a dori să ne simţim mai bine. Ca urmare - şi în conjuncţie cu milenii de evoluţie - creierul nostru poate căuta modalităţi de a ne ajuta să ne simţim mai bine. Acesta eliberează substanţe chimice, care pot fi măsurate.
Gândirea pozitivă şi chiar rugăciunea s-au dovedit a fi benefice pentru unii pacienţi. Iar efectul placebo - a te simţi mai bine chiar dacă nu a existat un tratament „real” - a fost documentat ca un fenomen foarte real timp de decenii.
În cercetarea clinică, efectul placebo este adesea observat în ceea ce clinicienii numesc grupul de tratament „fictiv”. Adică, persoanele din acest grup primesc o pastilă sau o intervenţie falsă care se presupune că este inertă; nimeni din grupul de control nu ar trebui să observe un beneficiu.
Şi totuşi, creierul este atât de puternic şi indivizii doresc atât de mult să se simtă mai bine, încât unii experimentează o îmbunătăţire semnificativă a simptomelor lor. Unele efecte placebo sunt atât de puternice încât persoanele sunt convinse că au primit un tratament real menit să le ajute.
De fapt, se crede că unele persoane din grupul de tratament „real” beneficiază, de asemenea, de efectul placebo.
Acesta este unul dintre motivele pentru care cercetarea clinică a terapiilor este atât de dificilă şi necesită cât mai mulţi voluntari posibili, astfel încât oamenii de ştiinţă să poată distinge beneficiile tratamentului de rezultatele false.
O modalitate de a-i ajuta pe oamenii de ştiinţă să facă acest lucru este să înţeleagă mai întâi ce se întâmplă exact în creierul unei persoane care se confruntă cu efectul placebo.
Pentru a înţelege cum apare efectul placebo şi care sunt celulele din creier implicate, cercetătorii de la facultatea de medicină a Universităţii Carolina de Nord (UNC) - împreună cu colegi de la Stanford, Institutul Medical Howard Hughes şi Institutul Allen pentru Ştiinţa Creierului - au descoperit o cale de control al durerii care leagă cortexul cingular din partea din faţă a creierului, prin regiunea pons/Puntea lui Varolio - o parte a trunchiului cerebral, care leagă creierul de măduva spinării - a trunchiului cerebral, de cerebelul din partea din spate a creierului.
Autorii articolului din Nature ştiau că înţelegerea de către comunitatea ştiinţifică a fundamentelor biologice ale ameliorării durerii prin analgezie placebo - atunci când aşteptarea pozitivă a ameliorării durerii este suficientă pentru ca pacienţii să se simtă mai bine - provenea din studii de imagistică a creierului uman, care arătau activitatea în anumite regiuni ale creierului.
Aceste studii de imagistică nu aveau suficientă precizie pentru a arăta ce se întâmpla de fapt în acele regiuni ale creierului.
Prin urmare, echipa a conceput un set de experimente meticuloase, complementare şi consumatoare de timp pentru a afla mai în detaliu, cu o precizie de o singură celulă nervoasă, ce se întâmplă în acele regiuni.
Mai întâi, cercetătorii au creat un test care generează la şoareci aşteptarea ameliorării durerii şi apoi efectul placebo foarte real al ameliorării durerii.
Apoi, cercetătorii au utilizat o serie de metode experimentale pentru a studia complexitatea cortexului cingulat anterior (ACC), care a fost asociat anterior cu efectul placebo al durerii.
În timp ce şoarecii experimentau efectul, oamenii de ştiinţă au utilizat marcarea genetică a neuronilor din ACC, imagistica calciului în neuronii şoarecilor cu comportament liber, tehnici de secvenţiere a ARN pe o singură celulă, înregistrări electrofiziologice şi optogenetică - utilizarea luminii şi a genelor marcate fluorescent pentru manipularea celulelor.
Aceste experimente i-au ajutat să vadă şi să studieze neurobiologia complexă a efectului placebo până la circuitele cerebrale, neuronii şi sinapsele din întregul creier.
Oamenii de ştiinţă au descoperit că, atunci când şoarecii se aşteptau la ameliorarea durerii, neuronii cortexului cingulat anterior rostral îşi proiectau semnalele către nucleul pontin, care nu avea nicio funcţie stabilită anterior în durere sau ameliorarea durerii. Şi au descoperit că aşteptarea de ameliorare a durerii a stimulat semnalele de-a lungul acestei căi.
„Există o abundenţă extraordinară de receptori opioizi aici, susţinând un rol în modularea durerii”, a declarat Greg Scherrer, profesor asociat la departamentul de biologie celulară şi fiziologie al UNC, într-un comunicat al Centrului de neuroştiinţe al şi departamentul de farmacologie.
„Când am inhibat activitatea în această cale, ne-am dat seama că perturbam analgezia placebo şi diminuam pragurile durerii. Şi apoi, în absenţa condiţionării placebo, când am activat această cale, am provocat ameliorarea durerii", a explicat el.
În cele din urmă, oamenii de ştiinţă au descoperit că celulele Purkinje - o clasă distinctă de celule mari asemănătoare ramurilor din cerebel - au prezentat modele de activitate similare cu cele ale neuronilor ACC în timpul aşteptării ameliorării durerii. Scherrer şi primul autor dr. Chong Chen, un asociat de cercetare în laboratorul Scherrer, a declarat că aceasta este o dovadă la nivel celular pentru rolul cerebelului în modularea cognitivă a durerii.
„Ştim cu toţii că avem nevoie de modalităţi mai bune de a trata durerea cronică, în special tratamente fără efecte secundare dăunătoare şi proprietăţi de dependenţă”, a spus Scherrer.
„Credem că descoperirile noastre deschid uşa către ţintirea acestei noi căi neuronale a durerii pentru a trata oamenii într-un mod diferit, dar potenţial mai eficient”.
Echipa a studiat circuitele neuronale implicate în ameliorarea durerii la şoarecii care au fost condiţionaţi să se aştepte ca o parte a unei încăperi să fie confortabil mai rece decât cealaltă jumătate, care a fost încălzită la o temperatură dureroasă de 48 °C.
Deşi efectele lor asupra fiziologiei pot fi variabile şi inconsecvente, tratamentele placebo pot reduce în mod demonstrabil disconfortul sau durerea pacienţilor, chiar şi atunci când aceştia sunt informaţi despre placebo.
Acest lucru a dus la ideea controversată că substanţele placebo ar putea fi administrate în mod deschis pacienţilor ca analgezice, pentru a evita dilemele etice, evocând în acelaşi timp un efect analgezic pentru milioanele de oameni din întreaga lume care suportă dureri cronice.
Efectul analgezic al substanţelor placebo rezultă din implicarea în practica medicală, indiferent dacă pastila sau siropul sunt reale sau nu, spun specialiştii. Acest lucru complică studiile clinice, făcând mai dificil pentru cercetători să determine dacă un nou medicament este eficient în ameliorarea durerii.
De aceea, cercetătorii doresc să înţeleagă mai bine mecanismele care stau la baza efectului placebo şi a durerii, dincolo de o înţelegere la nivel de suprafaţă a regiunilor cerebrale generale implicate.
În experimentele efectuate pe animale, laboratorul a arătat că, după câteva zile de condiţionare, şoarecii au petrecut mai mult timp pe podeaua mai rece, chiar dacă acum era încălzită la 48 °C.
Animalele condiţionate au prezentat, de asemenea, mai puţine comportamente de ameliorare a durerii, cum ar fi ridicarea pe picioarele din spate şi lingerea picioarelor, ceea ce sugerează că au putut tolera temperatura mai ridicată deoarece a intervenit un efect placebo de ameliorare a durerii.
Pentru a vedea care circuite neuronale au fost cele mai active în timpul testelor de temperatură, cercetătorii au echipat şoarecii cu microscoape miniaturale montate pe cap şi au măsurat activitatea neuronilor din cortexul cingulat anterior (rACC), o regiune identificată în studii anterioare de imagistică cerebrală.
Această imagistică în timp real a evidenţiat reţele care leagă rACC de nucleele din puntea lui Varolio din trunchiul cerebral, despre care se ştie că este implicată în funcţia motorie - care au devenit active atunci când efectul placebo s-a declanşat.
Echipa a observat că anumiţi neuroni şi sinapse de-a lungul acestei căi sunt foarte activi atunci când şoarecii aşteaptă ameliorarea durerii şi experimentează ameliorarea durerii, chiar şi atunci când nu este implicat niciun medicament.
„Faptul că neuronii din cortexul cerebral comunică cu puntea şi cerebelul pentru a ajusta pragurile durerii pe baza aşteptărilor noastre este atât complet neaşteptat, având în vedere înţelegerea noastră anterioară a circuitelor durerii, cât şi incredibil de interesant”, a precizat prof. Scherrer.
„Rezultatele noastre deschid posibilitatea activării acestei căi prin alte mijloace terapeutice, cum ar fi medicamentele sau metodele de neuro-stimulare pentru tratarea durerii”.
Atunci când cercetătorii au eliminat această cale nou descoperită, şoarecii nu au mai putut tolera podeaua fierbinte care le-a cauzat durere, iar atunci când echipa a activat artificial aceste circuite, a stimulat un efect placebo la animalele care nu au fost condiţionate să se aştepte mai întâi la ameliorarea durerii de la podeaua mai rece.
Prin colorarea suplimentară a ţesutului cerebral, echipa descoperit că o „proporţie remarcabil de mare” de neuroni din nucleele punţii sunt înţesate cu receptori opioizi care controlează durerea.
Acest lucru sugerează un nou rol al nucleilor punţii în toleranţa la durere, care ar putea fi stimulat sau vizat cu medicamente, electrozi sau terapii pentru tratarea durerii, dar mai întâi, cercetătorii trebuie să transpună rezultatele acestor experimente şi la oameni, ale căror experienţe de durere sunt mult mai complexe.
Potrivit echipei, cercetarea oferă un nou cadru pentru investigarea căilor cerebrale care stau la baza altor interacţiuni minte-corp şi efecte placebo, dincolo de mecanismele implicate în durere.
