دانشمندان دو مسیر جداگانه را کشف کرده‌اند که درد و اضطراب را تنظیم می‌کنند

به گزارش مجله خبری نگار، درد فقط یک حس فیزیکی نیست: می‌تواند با اضطراب و سایر واکنش‌های عاطفی همراه باشد. با این حال، مکانیسم‌هایی که سیگنال‌های درد را به تجربیات مرتبط می‌کنند، هنوز به طور کامل شناخته نشده‌اند. محققان کشف کرده‌اند که ارتباطات عصبی مختلفی در این فرآیند دخیل هستند که می‌توانند بر جنبه‌های خاصی از پاسخ بدن تأثیر بگذارند. ایزوستیا در مورد چگونگی تنظیم درد و اضطراب توسط مغز گزارش می‌دهد.

دو مسیر از یک ناحیه مغز

دانشمندان چینی دو مجموعه از اتصالات عصبی را کشف کرده‌اند که از هیپوتالاموس جانبی، ناحیه‌ای از مغز که در تنظیم رفتار، انگیزه و پاسخ‌های عاطفی نقش دارد، منشأ می‌گیرند. نورون‌های این ناحیه به دو ساختار دیگر متصل می‌شوند: هسته پاراونتریکولار تالاموس و هسته پارابراکیال جانبی. هر دو ناحیه در پردازش سیگنال‌های درد و اطلاعات عاطفی نقش دارند.

محققان نورون‌های گاباارژیک - سلول‌های عصبی که از گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA) به عنوان عامل سیگنالینگ اصلی خود استفاده می‌کنند - را مورد مطالعه قرار دادند. این امر معمولاً فعالیت سایر نورون‌ها را کاهش می‌دهد. تجزیه و تحلیل نشان داد که بیشتر سلول‌های مورد مطالعه فقط به یکی از دو ساختار متصل شده‌اند. تنها بخش کوچکی از نورون‌ها به هر دو متصل شده‌اند.

این مطالعه در مجله PLOS Biology منتشر شد. طبق محاسبات نویسندگان، ۵۵.۴٪ از نورون‌های گاباارژیک شناسایی‌شده به هسته پاراونتریکولار تالاموس، ۳۶.۹٪ به هسته پارابراکیال جانبی و ۷.۵٪ به هر دو ناحیه اختصاص داده شده‌اند. بنابراین، حتی در یک ناحیه مغز، محققان چندین مسیر سیگنالینگ نسبتاً مستقل را کشف کردند.

اولین مورد از اتصالات مورد مطالعه، هیپوتالاموس جانبی را به هسته پاراونتریکولار تالاموس متصل می‌کند. برای آزمایش نقش آن، دانشمندان با استفاده از اپتوژنتیک - روشی که امکان کنترل فعالیت سلول‌های عصبی خاص توسط نور را فراهم می‌کند - این مدار را در موش‌ها به صورت انتخابی فعال و سرکوب کردند.

وقتی محققان این اتصال را فعال کردند، حیوانات علائم اضطراب بیشتری را نشان دادند. موش‌ها کمتر وارد قسمت مرکزی فضای باز می‌شدند و زمان کمتری را در بخش‌های باز ماز مخصوص گذراندند. با این حال، حساسیت به محرک‌های درد مکانیکی و حرارتی تغییر قابل توجهی نکرد. اثر مشابهی هم در حیوانات سالم و هم در موش‌های مبتلا به درد نوروپاتیک مشاهده شد.

سرکوب این مسیر نتایج متفاوتی به همراه داشت. در موش‌هایی که آسیب عصبی داشتند، آستانه حساسیت به محرک‌های مکانیکی و حرارتی افزایش یافت و علائم رفتاری اضطراب کاهش یافت. با این حال، این اثر ترکیبی در حیوانات بدون درد نوروپاتیک مشاهده نشد.

این نشان می‌دهد که عملکرد مدار عصبی به وضعیت بدن بستگی دارد: سرکوب آن به طور همزمان بر واکنش‌های درد و رفتار اضطرابی در مدل درد نوروپاتیک تأثیر گذاشت.

مسیر دوم، هیپوتالاموس جانبی را به هسته پارابراکیال جانبی متصل می‌کند. برخلاف مدار اول، این مسیر در درجه اول بر حساسیت به درد تأثیر می‌گذاشت. هنگامی که دانشمندان این اتصال را فعال کردند، آستانه پاسخ موش‌ها به محرک‌های مکانیکی و حرارتی کاهش یافت. به عبارت دیگر، حیوانات نسبت به محرک حساس‌تر شدند.

با این حال، محققان تغییرات قابل مقایسه‌ای در رفتار اضطرابی مشاهده نکردند. در مقابل، سرکوب فعالیت این مدار عصبی، آستانه درد را هم در موش‌های سالم و هم در حیوانات مبتلا به درد نوروپاتیک افزایش داد. این مداخله هیچ تأثیر معنی‌داری بر نمرات اضطراب نداشت.

بنابراین، دو اتصال از یک ناحیه مغز، عملکرد‌های متفاوتی را در آزمایش‌های رفتاری نشان دادند. مسیر منتهی به هسته پاراونتریکولار تالاموس در درجه اول با پاسخ‌های اضطرابی مرتبط بود و می‌توانست بر درد در نوروپاتی تأثیر بگذارد، در حالی که مسیر منتهی به هسته پارابراکیال جانبی در درجه اول حساسیت به درد را تنظیم می‌کرد.

چگونه نورون‌ها سیگنال‌های درد را تقویت می‌کنند

محققان همچنین بررسی کردند که چگونه اتصالات به هسته پارابراکیال جانبی بر عملکرد سلول‌های درون این ساختار تأثیر می‌گذارد. مشخص شد که نورون‌های گاباارژیک هیپوتالاموس ترجیحاً بر سلول‌های مهاری موضعی تأثیر می‌گذارند. آنها فعالیت این نورون‌ها را که معمولاً عملکرد سلول‌های دیگر را مهار می‌کنند، کاهش می‌دهند.

این منجر به یک اثر مهارزدایی می‌شود: وقتی نورون‌های مهاری کمتر فعال می‌شوند، سلول‌های تحریکی در هسته پارابراکیال قادر به پاسخ قوی‌تر به محرک‌های دردناک هستند. دانشمندان این موضوع را با ثبت فعالیت نورونی و انجام آزمایش‌هایی روی کنترل انتخابی مدار‌های عصبی تأیید کردند.

این مکانیسم توضیح می‌دهد که چرا فعال شدن مسیر GABAergic، که خود از یک سیگنال مهاری استفاده می‌کند، در نهایت می‌تواند پاسخ‌های درد را افزایش دهد. این مسیر نه سلول‌هایی را که مستقیماً تحریک را منتقل می‌کنند، بلکه نورون‌هایی را که فعالیت آنها را محدود می‌کنند، سرکوب می‌کند.

نتایج به توصیف دقیق‌تر رابطه بین احساسات فیزیکی و پیامد‌های عاطفی درد کمک می‌کند. درد مزمن اغلب با اضطراب همراه است، اما این شرایط لزوماً توسط مدار عصبی یکسانی تنظیم نمی‌شوند. این مطالعه نشان می‌دهد که ارتباطات هیپوتالاموس فردی ممکن است بر حساسیت به درد و رفتار مرتبط با اضطراب تأثیر متفاوتی داشته باشند.

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که مکانیسم‌های شناسایی‌شده می‌توانند مبنایی برای مطالعه بیشتر درد مزمن و پیامد‌های عاطفی آن باشند. به‌طور خاص، محققان بر امکان هدف قرار دادن انتخابی مدار‌های عصبی منفرد به‌جای همه فرآیند‌های پردازش درد به‌طور همزمان تأکید می‌کنند.

با این حال، تاکنون این مطالعات فقط روی موش‌ها متمرکز بوده‌اند. نتایج به‌دست‌آمده ثابت نمی‌کند که این ارتباطات در انسان نیز به همین شکل عمل می‌کنند و همچنین به این معنی نیست که دانشمندان هنوز راهی برای درمان جداگانه درد یا اضطراب پیدا نکرده‌اند. برای تأیید این یافته‌ها، تحقیقات بیشتری لازم است.