减轻慢性疼痛的任务

据《麻省理工学院新闻》报道,约有5000万美国人患有慢性疼痛,这会干扰他们的日常生活,社交互动和工作能力。麻省理工学院教授王想发展新的方式

据《麻省理工学院新闻》报道,约有5000万美国人患有慢性疼痛,这会干扰他们的日常生活,社交互动和工作能力。麻省理工学院教授王王(Wang)希望通过研究并可能修改大脑自身的疼痛控制机制来开发新的方法来缓解疼痛。

她最近的工作确定了位于大脑杏仁核的疼痛的“关闭开关”。她希望找到控制这种转换的方法可以导致慢性疼痛的新治疗方法。

王说:“慢性疼痛是一个主要的社会问题。” “通过研究大脑中央杏仁核中疼痛抑制神经元的抑制作用,我希望为减轻疼痛而创建一种新的治疗方法。”

王(Wang)于2021年1月加入了麻省理工学院(MIT)教职员工,还是麦戈文脑研究所(McGovern Brain Research)一项新计划的领导者,该计划正在研究药物成瘾,目的是为成瘾而开发更有效的治疗方法。

“慢性疼痛的阿片类药物处方是阿片类药物流行的主要因素。随着共同的大流行,我认为成瘾和过量服用变得越来越糟。人们更加焦虑,他们寻求药物来减轻这种精神疼痛。”王说。 “作为科学家,解决这个问题是我们的责任。”

感官电路

在北京长大的王将自己描述为“一个书呆子的孩子”,喜欢书籍和数学。在高中时,她参加了科学比赛,然后继续在Tsinghua大学学习生物学。她于1993年到达美国,在哥伦比亚大学开始了博士学位。在那里,她致力于追踪理查德·阿克塞尔(Richard Axel)实验室中嗅觉受体神经元的连接模式,后来她因发现气味受体的发现以及如何组织嗅觉系统而获得诺贝尔奖。 。作为加利福尼亚大学旧金山大学和斯坦福大学的博士后,她开始研究大脑如何感知。

2003年,王加入了杜克大学医学院的教职员工。在那里,她开始开发技术来研究触摸感的脑电路,追踪从小鼠晶须传递感官信息到大脑的电路。她还研究了大脑如何将触摸器官的运动与感觉刺激的信号集成以产生感知(例如使用拉伸运动来感知弹性)。

当她从事感官感知研究时,王开始对研究疼痛感兴趣,但她觉得她需要开发新技术来解决它。在杜克(Duke)期间,她发明了一种称为拐杖的技术(捕获激活的神经合奏),该技术可以识别由特定刺激激活的神经元网络。

她在小鼠中使用了这种方法,确定了会因疼痛而活跃的神经元,但是整个大脑中的许多神经元都被激活,以至于没有提供太多有用的信息。为了间接地了解大脑如何控制疼痛,她决定使用甘蔗探索用于全身麻醉的药物的作用。在全身麻醉期间,药物使患者失去知觉,但王假设这些药物也可能会阻止疼痛感。“那时,这只是一个疯狂的想法,”王回忆说。 “我认为可能还有其他机制 – 麻醉药可能对大脑做一些实际上会减轻疼痛的事情,而不仅仅是意识丧失。”

对存在“关闭开关”痛苦的支持来自于观察到战场上受伤的士兵可以继续战斗,尽管受伤,但基本上阻止了疼痛。

在一项对用麻醉药物治疗的小鼠的研究中,王发现大脑确实在意外的位置具有这种切换:杏仁核,它参与调节情绪。她表明,这群神经元会在激活时会关闭疼痛,当抑制它时,小鼠对普通的温和触感变得高度敏感。

“有一个基线活动水平使动物感觉正常,当您激活这些神经元时,它们会减轻疼痛。当您沉默它们时,他们会感到更加痛苦。”王说。

关闭疼痛

王在2020年报告的这一发现提出了一些调节人类转变以试图治疗慢性疼痛的可能性。她说,这是王的长期目标,但是要实现这一目标需要更多的工作。目前,她的实验室正在努力分析她确定的聚类中神经元的RNA表达模式。他们还正在测量神经元的电活动以及它们如何与大脑中的其他神经元相互作用,希望识别可以针对抑制疼痛感知的电路。调节这些电路的一种方法是使用深脑刺激,其中涉及将电极植入大脑的某些区域。集中的超声检查仍处于发育的早期阶段并且不需要手术,这可能是一种侵入性的替代方案。

王有兴趣探索的另一种方法是将大脑刺激与诸如查看智能手机应用程序之类的上下文配对。这种配对可以帮助训练大脑使用该应用程序阻止疼痛,而无需原始刺激(深脑刺激或超声波)。

“也许您不需要不断刺激大脑。您可能只需要在上下文中重新激活它即可。”王说。 “过了一会儿,您可能需要重新刺激或重新编写,但是至少您有一个较长的窗口,您无需去医院刺激,而您只需要使用上下文即可。”

王(Wang)因其专注于培养跨学科合作而被吸引到麻省理工学院(MIT)。包括阿片类药物成瘾。“我们将专注于尝试理解这种渴望状态:它是如何在大脑中创建的,以及我们如何擦除大脑中的痕迹或至少控制它。然后,您可以实时进行神经调节,并给人们一个机会恢复控制权,”她说。

在麻省理工学院新闻的允许下重新发布。阅读原始文章。

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