Dolor crónico vinculado a señales cerebrales en la corteza orbitofrontal
Los investigadores han registrado por primera vez los patrones de activación del cerebro mientras una persona siente un dolor crónico, allanando el camino para que algún día los dispositivos implantados predigan las señales de dolor o incluso las cortocircuiten.
Usando un dispositivo similar a un marcapasos colocado quirúrgicamente dentro del cerebro, los científicos registraron a cuatro pacientes que habían sentido un dolor nervioso constante durante más de un año. Los dispositivos registraron varias veces al día durante hasta seis meses, ofreciendo pistas sobre dónde reside el dolor crónico. el cerebro.
El estudio, publicado el lunes en la revista Nature Neuroscience, informó que el dolor estaba asociado con fluctuaciones eléctricas en la corteza orbitofrontal, un área involucrada en la regulación emocional, la autoevaluación y la toma de decisiones. La investigación sugiere que tales patrones de actividad cerebral podrían sirven como biomarcadores para guiar el diagnóstico y el tratamiento de millones de personas con dolor crónico punzante o ardiente relacionado con un sistema nervioso dañado.
'El estudio realmente avanza toda una generación de investigación que ha demostrado que el funcionamiento del cerebro es realmente importante para procesar y percibir el dolor', dijo el Dr. Ajay Wasan, especialista en medicina del dolor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, quien fue no está involucrado en el estudio.
Aproximadamente uno de cada cinco adultos estadounidenses experimenta dolor crónico, que es un dolor persistente o recurrente que dura más de tres meses. Para medir el dolor, los médicos suelen depender de los pacientes para calificar su dolor, utilizando una escala numérica o visual basada en emojis. Pero las medidas de dolor autoinformadas son subjetivas y pueden variar a lo largo del día. Y algunos pacientes, como niños o personas con discapacidades, pueden tener dificultades para comunicar con precisión o calificar su dolor.
'Hay un gran movimiento en el campo del dolor para desarrollar marcadores de dolor más objetivos que puedan usarse junto con los autoinformes', dijo Kenneth Weber, neurocientífico de la Universidad de Stanford, que no participó en el estudio. Además de avanzar en nuestra comprensión de los mecanismos neuronales que subyacen al dolor, agregó el Dr. Weber, dichos marcadores pueden ayudar a validar el dolor experimentado por algunos pacientes que no es apreciado completamente, o incluso ignorado por completo, por sus médicos.
Los estudios anteriores normalmente habían escaneado los cerebros de pacientes con dolor crónico para observar cambios en el flujo sanguíneo en varias regiones, una medida indirecta de la actividad cerebral. Sin embargo, dicha investigación está restringida a entornos de laboratorio y requiere que los pacientes visiten un hospital o laboratorio varias veces.
En el nuevo estudio, el Dr. Prasad Shirvalkar, neurólogo de la Universidad de California en San Francisco, y sus colegas usaron electrodos para medir el patrón de disparo colectivo de miles de neuronas en la vecindad de los electrodos.
Los investigadores implantaron quirúrgicamente los dispositivos de grabación en cuatro personas que habían estado viviendo con dolor durante más de un año y no habían encontrado alivio con los medicamentos. Para tres de los pacientes, el dolor comenzó después de un accidente cerebrovascular. El cuarto tenía el llamado miembro fantasma. dolor después de perder una pierna.
Al menos tres veces al día, los pacientes calificaban el dolor que sentían y luego presionaban un botón que activaba sus implantes para registrar señales cerebrales durante 30 segundos. Al seguir a los pacientes diariamente, en casa y en el trabajo, 'esta es la primera vez nunca se ha medido el dolor crónico en el mundo real', dijo el Dr. Shirvalkar.
Los investigadores colocaron electrodos en dos áreas del cerebro: la corteza orbitofrontal, que no se ha estudiado mucho en la investigación del dolor, y la corteza cingulada anterior, una región involucrada en el procesamiento de señales emocionales. Muchos estudios han sugerido que la corteza cingulada anterior es importante para percibir tanto el dolor agudo como el crónico.
Los científicos alimentaron los datos sobre las puntuaciones de dolor de los pacientes y las señales eléctricas correspondientes en modelos de aprendizaje automático, que luego podrían predecir estados de dolor crónico alto y bajo basándose solo en señales cerebrales.
Los investigadores encontraron que ciertas fluctuaciones de frecuencia de la corteza orbitofrontal eran los mejores predictores de dolor crónico. Aunque esa firma cerebral era común entre los pacientes, dijo el Dr. Shirvalkar, cada paciente también mostró una actividad cerebral única. 'Cada paciente en realidad tenía una huella digital diferente para su dolor', dijo.
Dadas estas variaciones y solo cuatro participantes del estudio, Tor Wager, un neurocientífico de Dartmouth College que no participó en el estudio, sugirió precaución al denominar firmas de la corteza orbitofrontal como biomarcadores por el momento.
'Definitivamente queremos corroborar esto con otros estudios que utilizan otras metodologías que pueden proporcionar una cobertura sistemática de todo el cerebro', dijo.
Los autores del estudio también notaron que otras regiones del cerebro pueden estar involucradas. 'Estamos apenas comenzando', dijo el Dr. Edward Chang, neurocirujano de la Universidad de California en San Francisco. 'Este es solo el capítulo uno'.
Los implantes tienen otro propósito: la estimulación cerebral profunda. Como parte de un ensayo clínico más grande para tratar el dolor crónico, el Dr. Shirvalkar y sus colegas están usando corrientes eléctricas leves para estimular las regiones del cerebro cercanas a los electrodos. Además de los cuatro pacientes del que están recibiendo esta terapia experimental, los investigadores pretenden reclutar a dos personas más y eventualmente expandir el estudio a 20 o 30 personas. Los investigadores esperan aliviar el dolor persistente de los pacientes enviando pulsos a través de los electrodos para corregir cualquier actividad cerebral aberrante.
