В рамках исследования, опубликованного в журнале Nature Neuroscience, группа ученых из Каролинского института выделила специфические нейронные ансамбли, кодирующие болевые ощущения при механическом давлении и тепловом раздражении. Знание этой «разницы» поможет создать селективные обезболивающие препараты, влияющие только на определенный тип боли.
Credit: public domain
Боль – один из самых древних и жизненно важных механизмов организма, предупреждающий о потенциальной угрозе. Однако до сих пор не было полностью ясно, как именно разные типы боли – например, острая, колющая или жгучая – обрабатываются в центральной нервной системе. Известны ноцицепторы – специализированные нейроны, реагирующие на повреждающие стимулы, которые играют ключевую роль в передаче болевых сигналов. Но вот то, как эти сигналы интерпретируются и кодируются уже в спинном мозге, оставалось загадкой.
Новое исследование показало, что в спинном мозге существуют параллельные нейронные ансамбли, которые активируются либо при механической боли (например, укол), либо при термической (ожог). Эти ансамбли работают независимо друг от друга, что может объяснить, почему разные виды боли воспринимаются по-разному.
Для исследования использовались генетически модифицированные мыши, у которых можно было «захватывать» и отслеживать нейроны, активные во время болевых стимулов. Это стало возможным благодаря технологии, основанной на экспрессии белка c-Fos – маркера недавней нейронной активности. Ученые также применили метод хемогенетического подавления этих нейронов, чтобы проверить, как это влияет на поведение животных.
Когда мышам наносили острые болевые стимулы (механические или тепловые), соответствующие нейронные ансамбли в спинном мозге активировались. При этом подавление этих ансамблей значительно снижало реакцию животных на боль, подтверждая их ключевую роль в восприятии конкретного типа болевого ощущения.
Понимание того, как разные типы боли кодируются в спинном мозге, открывает новые горизонты для создания более точных и эффективных обезболивающих препаратов. Современные анальгетики часто действуют слишком общими способами, блокируя все виды боли и вызывая побочные эффекты. Эта работа позволяет говорить о возможности создания лекарств, направленных строго на определенный тип боли – например, только на термическую или только на механическую.
Кроме того, полученные данные могут быть полезны для лечения хронической боли, которая остается одной из самых сложных медицинских задач. Хроническая боль часто возникает из-за изменения активности нейронов в спинном мозге. Теперь у ученых есть четкая карта активных ансамблей, что поможет лучше понять, как она развивается и как ее остановить.
Текст: Иван Долгих
Neural ensembles that encode nocifensive mechanical and heat pain in mouse spinal cord by Ming-Dong Zhang et al. in Nature Neuroscience. Published March 2025.