Российские учёные нашли в мозге объективные маркеры болевых ощущений. Они были обнаружены в ходе анализа электроэнцефалограмм у людей с ампутацией конечностей, которые испытывали фантомные боли.
Результаты научной работы позволят индивидуально подбирать алгоритмы электростимуляции, которые используются для лечения таких пациентов, а также оценивать негативные ощущения, что позволит усовершенствовать существующие технологии обезболивания.
Как больно
Исследователям из Сколтеха и компании «Моторика» удалось обнаружить объективные маркеры фантомной боли на электроэнцефалограмме мозга. Открытие позволит специалистам усовершенствовать алгоритмы электростимуляции, которые используются для подавления неприятных ощущений у пациентов с ампутированными конечностями.
Благодаря новым данным в будущем электрическое воздействие можно будет подстраивать под конкретного человека и компьютер сможет делать это автоматически, ориентируясь на сигналы мозга, а не на описание своих чувств пользователем.
«Сегодня золотой стандарт в измерении уровня боли – отчёты пациентов о своих ощущениях в режиме реального времени. Мы же стремимся установить соответствие между субъективным восприятием боли и признаками, которые можно наблюдать и автоматически регистрировать на электроэнцефалограмме – записи электрической активности мозга. Используя биомаркеры, можно подобрать именно тот режим стимуляции, который будет соответствовать индивидуальным проявлениям боли у пациента или даже его состоянию в данный момент», – сказала первый автор исследования и младший научный сотрудник Центра нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана Сколтеха Дария Клеева.
У людей с ампутацией конечностей часто возникают фантомные боли – это негативные ощущения в той части тела, которой физически у пациента нет. Кроме снижения качества жизни, они мешают реабилитации, осложняют работу с технологичными протезами и взаимодействие с предметами при помощи самой культи.
Фармпрепараты не всегда помогают и имеют побочные эффекты, такие как изжога, тошнота, головная боль, затруднённое дыхание, медикаментозная зависимость и так далее. В качестве альтернативы лекарственным средствам используют электрическую стимуляцию поверхностными или вживляемыми электродами, которые воздействуют на спинной мозг или на один из нервов руки.
Российские ученые придумали новый метод лечения псориаза
Учёные зарегистрировали электрическую активность мозга трёх пациентов с фантомной болью верхней конечности при помощи 128-канального энцефалографа. То есть в «шапочке» было 128 электродов, что обеспечивает высокое пространственное разрешение. Это в шесть раз больше, чем в обычной поликлинике.
Каждый эксперимент длился час, при этом стимуляцию включали и выключали. Пациент устно описывал, как уровень неприятных ощущений постепенно снижается до некоторого минимума после включения стимуляции и затем нарастает после её выключения. Сопоставив отчёт с ЭЭГ, исследователи смогли извлечь сигнал, соответствующий боли, а также сигналы, соответствующие эффективной стимуляции, которая работала для конкретного человека.
«Хотя характерные признаки мозговой активности у каждого из трёх пациентов оказались сравнительно индивидуальными, пространственные и иные характеристики этой активности всё же указывают на то, что мы имеем дело не с набором разнородных процессов в нервной системе трёх испытуемых, а с разными проявлениями единого в основе своей процесса обработки боли. На это указывает вовлечение набора участков мозга, которые называют матрицей боли, а также характерные изменения стандартных мозговых ритмов», — сказала Дария Клеева.
В своём исследовании коллектив описывает маркеры фантомных ощущений, выделенные только у трёх испытуемых. Поиск универсального маркера для всех пациентов потребует гораздо более широкой выборки и больше данных. Но в случае успеха такой маркер будет ценен сразу в нескольких отношениях.
Непрерывный мониторинг
Биомаркеры сделают возможным непрерывный мониторинг уровня дискомфорта. Тогда система болеподавления сможет адаптироваться к самочувствию пациента здесь и сейчас, ведь фантомные ощущения обычно колеблются в течение суток.
Соответственно, можно будет обеспечить необходимый в моменте уровень стимуляции, но не более, уменьшая тем самым парестезию – ощущение покалывания и мурашек, которое является основным побочным эффектом электротерапии, отметили разработчики.
«Подавлением боли могла бы управлять система с замкнутым контуром: вы включаете стимуляцию, отслеживаете, как это отражается на биомаркерах, перенастраиваете параметры стимуляции и так далее по кругу. Кроме уменьшения парестезии, такого рода адаптивная стимуляция хороша тем, что из-за своей изменчивости в меньшей степени вызывает привыкание. То есть болеутоляющий эффект не снижается со временем, как при использовании постоянной стимуляции», – сказал один из авторов работы из Центра нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана в Сколтехе, Гурген Согоян.
Много преимуществ даёт автоматизация оценки степени страданий. Она избавляет от необходимости диалога пациента с врачом и ручной регулировки стимуляции. Компьютер на старте сможет определять тип фантомной боли по анализу активности мозга, устанавливать соответствующие параметры стимуляции, далее – автоматически отслеживать колебания в восприятии и регулировать воздействие.
«Фармакология – не самый стабильный метод купирования фантомных болей. Система из протеза, нейростимулятора, датчиков на пальцах рук и программы по передаче сигналов эффективнее подавляет эти ощущения, а также возвращает утраченные ощущения. За время исследований испытуемые с протезами рук смогли распознать размер предмета и его жёсткость, а человек с протезом ноги вновь ощутил опору – по нашей гипотезе, так он избавится от избыточных усилий при ходьбе, благодаря чему он сможет исправить осанку. И самое главное – психологический комфорт. Очувствление позволит воспринимать протез не как инородный объект, а будет напоминать настоящую руку или ногу», – сказал руководитель департамента нейротехнологий компании «Моторика» Юрий Матвиенко.
Наряду с медикаментозным и физиотерапевтическим лечением фантомных ощущений используют и методы психокоррекции. Она также снижает их интенсивность и улучшает качество жизни пациентов, пояснила «Известиям» клинический психолог, руководитель НПЦ «Виртуальная клиника» Московского института психоанализа Ольга Валаева.
«Различные методы психотерапии, такие как когнитивно-поведенческая терапия, медитация, гипноз или техники релаксации, могут помочь пациентам управлять своим дискомфортом путём изменения мыслей, эмоций и поведения. В случае успеха исследования Сколтеха биомаркеры сделают возможным непрерывный мониторинг уровня боли и эти данные будут использованы для разработки новых методов психокоррекции», – сказала Ольга Валаева.
По словам специалистов, несмотря на несомненную ценность исследования, для введения метода измерения боли в медицинскую практику необходимо проделать большую работу, которая займёт по меньшей мере несколько лет.
