Когда мы нажимаем на виски, чтобы успокоить ноющую боль в голове, или растираем локоть после неожиданного удара, это зачастую приносит некоторое облегчение. Считается, что клетки головного мозга, реагирующие на боль, успокаиваются, когда эти нейроны также получают сенсорные сигналы. Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) впервые зафиксировали, как это явление проявляется в головном мозге мышей. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science Advances.
Материалы и результаты исследования
Облегчение боли, опосредованное прикосновением, начинается в спинном мозге, где предыдущие исследования обнаружили чувствительные к боли нейроны, сигналы которых ослабляются в ответ на прикосновение. Но были гипотезы, что головной мозг тоже в это вовлечен. Ученые считают, что данный аспект реакции в значительной степени не изучен, поскольку было трудно отследить реакцию головного мозга на болезненные стимулы среди всей другой нервной активности, происходящей там, особенно когда животное подвижно.
Таким образом, хотя ученые знали, что мыши реагируют на потенциально болезненный стимул на щеке, вытирая мордочку лапами, они не могли проследить за специфической болевой реакцией в головном мозге животных, чтобы выяснить, помогло ли это потирание успокоить ее.
«Если вы посмотрите на головной мозг, когда животное трет морду, сигналы движения и прикосновения полностью подавляют любой возможный болевой сигнал», — объясняет автор исследования Фан Ван (Fan Wang).
Ученые нашли способ обойти это препятствие. Вместо того, чтобы изучать эффекты растирания морды, они сосредоточили свое внимание на более тонкой форме прикосновения: нежных вибрациях, создаваемых движением усов животных.
Мыши используют свои усы для исследования, двигая ими взад и вперед в ритмичном движении, чтобы прощупать окружающую среду. Это движение активизирует сенсорные рецепторы на мордочке и посылает информацию в мозг в виде вибротактильных сигналов.
Ван с соавторами исследования обнаружили, что это движение усов изменяет реакцию мышей на раздражающее тепло или тычок в мордочку — и то, и другое обычно приводит к трению.
В соматосенсорной коре головного мозга, где обрабатываются сигналы прикосновения и боли, ученые обнаружили сигнальные изменения, которые, по-видимому, лежат в основе этого эффекта. Даже когда животные терли мордочку в ответ на болезненные стимулы, команда обнаружила, что нейронам в мозге требовалось больше времени, чтобы усвоить возбуждение, связанное с этим движением трения.
Практическая значимость работы
Ученые считают, что результаты их работы помогут пролить свет на состояние, называемое болевым таламическим синдромом, хроническое болевое расстройство, которое может развиться у пациентов после инсульта, поражающего таламус головного мозга.
«Такие инсульты могут нарушать функции таламических цепей, которые обычно передают чистые сенсорные сигналы и ослабляют болезненные сигналы в кору головного мозга», — заключают авторы исследования.
Авторы другого исследования утверждают, что иглоукалывание во время беременности помогает облегчить боль в пояснице и тазу.