Как быстро мы чувствуем боль? Исследование опровергает предыдущие представления
Новое исследование опровергает широко распространенное представление о том, что люди, в отличие от других млекопитающих, воспринимают боль медленнее, чем прикосновения. Полученные данные могут иметь важное значение для диагностики и лечения боли.
До сих пор научный консенсус заключался в том, что у людей нервные сигналы, которые «передают» прикосновение к мозгу, быстрее, чем те, которые передают боль.
Исследователи полагали, что эта разница в скорости связана с тем, что сигналы прикосновения проходят через нервы с толстым слоем миелина - изолирующим слоем липидов, который образует защитную оболочку вокруг нервов. Миелин помогает нервам быстрее проводить сигналы.
Напротив, болевые сигналы проходят по нервам, которые либо вообще не содержат миелина, либо имеют очень тонкий слой.
У других млекопитающих есть так называемые сверхбыстрые ноцицепторы (рецепторы, которые обнаруживают повреждающие или потенциально повреждающие стимулы), то есть афферентные нейроны с толстым слоем миелина для максимально быстрой передачи болевых сигналов. Но верно ли то же самое для людей?
Саад Наги, главный инженер-исследователь кафедры клинической и экспериментальной медицины и Центра социальной и аффективной неврологии Университета Линчёпинга в Швеции, недавно возглавил группу исследователей, которые пытались ответить на этот вопрос.
«Способность чувствовать боль жизненно важна для нашего выживания, - объясняет Наги, - так почему же наша система сигналов о боли должна быть намного медленнее, чем система, используемая для прикосновения, и намного медленнее, чем могла бы быть?»
Чтобы выяснить это, ученые применили метод, называемый микронейрографией, который позволил им визуализировать и отслеживать нейронный трафик от «периферических нервов, ведущих к мышцам и коже».
Наги и его команда применили эту технику к 100 здоровым участникам исследования и опубликовали результаты в журнале. Достижения науки.
Боль распространяется так же быстро, как прикосновение
Техника микронейрографии, или «записи единичных аксонов», позволила исследователям отслеживать сигналы боли и прикосновения в нервных волокнах отдельного нейрона.
Наги и его команда искали нейроны, которые передавали сигналы так же быстро, как прикосновение, но также вели себя как ноцицепторы.
Исследование показало, что 12% нейронов с толстой миелиновой оболочкой обладали теми же свойствами, что и ноцицепторы, в том, что они могли обнаруживать и передавать «вредные раздражители», такие как грубое поглаживание или щипание кисти.
Рецепторы боли не реагируют на мягкое прикосновение, как и эти нейроны, что исследователи проверили, нанося мягкие мазки кистью. Наконец, эти нервные клетки передают болевые сигналы так же быстро, как и сенсорные нейроны.
Чтобы убедиться, что функция этих сверхбыстрых нервных клеток действительно заключается в передаче боли, исследователи использовали измерительные электроды для нанесения коротких и точных электрических импульсов, нацеленных на отдельные нервные клетки. В результате участники исследования сообщили о ощущении острого укола булавкой.
«Когда мы активировали отдельную нервную клетку, это вызывало ощущение боли, поэтому мы делаем вывод, что эти нервные клетки связаны с болевыми центрами в головном мозге», - говорит Наги.
«Становится очевидным, что толстые миелинизированные нервные волокна способствуют возникновению боли, когда она имеет механическую причину. Наши результаты бросают вызов описанию в учебниках быстрой системы сигнализации прикосновения и более медленной системы сигнализации боли. Мы полагаем, что сигнал о боли может передаваться так же быстро, как и при прикосновении ».
Саад Наги
Наги и его коллеги также обследовали людей, которые испытали повреждение нервов, которое привело к потере толстомиелинизированных нервных клеток, но не повлияло на их тонкомиелинизированные нервные клетки. В результате повреждения эти участники не чувствуют легкого прикосновения.
Команда Наги предположила, что потеря миелинизированных нервных волокон также повлияет на недавно обнаруженную сверхбыструю сеть ноцицепторов. Исследователи обнаружили, что эти люди не могли испытывать механическую боль.
Полученные результаты, как объясняют ученые, могут помочь врачам диагностировать состояния, связанные с болью, и обеспечить лучший уход за людьми, испытывающими этот симптом.
