Międzynarodowy zespół naukowców prowadząc eksperymenty na myszach pokazał, jak dźwięk może hamować przetwarzanie bólu w mózgu. Odkrycia te mogą doprowadzić do opracowania nowych sposobów walki z bólem.
Grupa naukowców zidentyfikowała mechanizmy neuronalne, dzięki którym dźwięk łagodzi ból. Badania, które ukazały się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.abn4663), prowadzone były na gryzoniach, ale naukowcy sądzą, że podobne mechanizmy funkcjonują także u ludzi. Odkrycia te mogą pomóc w opracowaniu bezpieczniejszych i skuteczniejszych metod leczenia bólu. Badania przeprowadzili uczeni z National Institute of Dental and Craniofacial Research, które jest częścią National Institutes of Health oraz chińskich placówek - University of Science and Technology i Anhui Medical University.
- Potrzebujemy bardziej skutecznych metod radzenia sobie z ostrym i przewlekłym bólem, a to zaczyna się od lepszego zrozumienia podstawowych procesów nerwowych, które regulują ból - mówi dyrektor NIDCR Rena D'Souza. - Odkrywając obwody, które pośredniczą w zmniejszaniu u myszy bólu przez dźwięk, badanie to dodaje krytyczną wiedzę, która może ostatecznie przyczynić się do opracowania nowych podejść do terapii bólu – dodaje.
Wszystko zaczęło się w 1960 roku, gdy grupa dentystów opublikowała bardzo ciekawe badania, w których odtwarzali muzykę swoim pacjentom podczas zabiegów. Wydawało się, że słuchając muzyki ludzie odczuwali mniejszy ból. Niektórzy nie potrzebowali nawet znieczulenia, aby przetrwać nieprzyjemne procedury. Jednak dlaczego mózg redukuje odczuwanie bólu w odpowiedzi na dźwięki nie był jasny.
W nowych badaniach naukowcy zdołali wyjaśnić mechanizm łagodzącego ból wpływu dźwięków, przynajmniej u myszy. Do lepszego zrozumienia mechanizmów redukujących odczucie bólu uczeni przez 20 minut dziennie puszczali myszom przyjemną (przynajmniej dla ludzkich uszu) muzykę symfoniczną – Réjouissance Bacha. Muzyka była puszczana przy 50-60 decybelach – 60 decybeli to poziom hałasu wytwarzany przez chociażby odkurzacz. Hałas tła osiągał około 45 decybeli.
Podczas tych sesji naukowcy wstrzyknęli w łapy myszy powodujący ból roztwór. Następnie szturchali łapy gryzoni cienkimi włóknami przy różnym poziomie nacisku, aby zobaczyć, jak reagują. Jeśli wzdrygały się, lizały łapy lub je cofały, naukowcy uznawali to za wskazówkę, że myszy odczuwają ból. Okazało się, że muzyka odtwarzana z niską intensywnością w stosunku do szumu tła zmniejszała wrażliwość myszy na ból.
Następnie naukowcy zmienili Bacha na dosyć nieprzyjemne przearanżowanie tego samego utworu. Puszczali też gryzoniom zwyczajny szum. Co zaskakujące, wszystkie trzy rodzaje dźwięków miały ten sam efekt. Gdy badacze szturchali łapy myszy przy około 50 decybelach, myszy nie wzdrygały się. Przy głośniejszych dźwiękach zwierzęta były znacznie bardziej wrażliwe na bodziec. Wystarczyła tylko jedna trzecia nacisku na ich łapy, aby zareagowały tak samo, jak bez muzyki.
- Okazuje się, że ta intensywność jest kluczem – mówi Yuanyuan Liu z National Institute of Dental and Craniofacial Research. - Byliśmy naprawdę zaskoczeni, gdy okazało się, że znaczenie ma intensywność dźwięku, a nie kategoria czy odczuwana przyjemność z jego słuchania – dodaje Liu.
Naukowcy powtórzyli eksperymenty, śledząc czerwony barwnik fluorescencyjny wstrzyknięty do kory słuchowej myszy, regionu mózgu przetwarzającego dźwięki. Odkryli, że dużo barwnika gromadziło się w pewnych gęstych obszarach wzgórza, które jest ośrodkiem przetwarzania sensorycznego, co sugeruje, że w tłumieniu bólu zaangażowane są połączenia między tym regionem a korą słuchową. Maleńkie elektrody wszczepione do mózgów zwierząt wykazały ponadto, że stosunkowo ciche dźwięki zmniejszały aktywność kory słuchowej.
Badania wykazały, że dźwięki o niskiej intensywności wydają się tłumić sygnały neurologiczne między korą słuchową a wzgórzem, hamując przetwarzanie bólu we wzgórzu - podsumował zespół w publikacji. Generalnie dźwięk zmniejsza ból u myszy poprzez obniżenie aktywności neuronów w korze słuchowej.
Nie jest jasne, czy podobne procesy występują także u ludzi oraz czy inne aspekty dźwięku, takie jak harmonia lub przyjemność ze słuchania, są ważne dla łagodzenia bólu u ludzi. - Nie wiemy, czy ludzka muzyka ma jakieś znaczenie dla gryzoni, ale ma wiele różnych znaczeń dla ludzi – mówi Liu.
Wyniki mogą dać naukowcom punkt wyjścia do badań mających na celu ustalenie, czy odkrycia te będą mieć zastosowanie u ludzi oraz czy ostatecznie mogą pomóc w opracowaniu bezpieczniejszych alternatyw dla opioidów w leczeniu bólu.
Chociaż naukowcy nie mogą badać połączeń kora słuchowa-wzgórze w ludzkim mózgu metodami inwazyjnymi, mogą odtwarzać podobne dźwięki ludziom i monitorować aktywność wzgórza za pomocą skanów MRI.
Odkrycia mogą też zapewnić naukowcom tani i łatwy sposób ochrony gryzoni przed bólem podczas różnych eksperymentów bez zakłócania ich wyników.
Źródło: NIH/National Institute of Dental and Craniofacial Research, fot. Publicdomainpictures.net
