Nature子刊：首次！通过大脑信号预测慢性疼痛-杭州脑海科技有限公司

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慢性疼痛被定义为超过三个月的持续或复发性疼痛，影响大约五分之一的美国成年人。医生经常要求患者对他们的疼痛进行评分以测量疼痛，但自我报告的疼痛测量是任意的，并且可能会在随时间发生变化。此外，一些患者，如儿童或有语言损伤的患者，可能难以适当地表达或评估他们的疼痛。

2023年3月22日，加州大学旧金山分校Prasad Shirvalkar所在的研究团队在Nature Neuroscience（IF=28.771）上发表了题为“First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers”的文章，研究人员在患有难治性神经性疼痛的人在前扣带皮层和眶额叶皮层中植入颅内电极，发现颅内眶额叶皮层信号可用于预测患者的自发性慢性疼痛状态。

为了开发有朝一日可以预测疼痛信号的植入式设备，研究人员首次记录了一个人经历慢性疼痛时大脑的放电模式，并通过每天多次记录（总时长为六个月）大脑中慢性疼痛的位置来提供有关大脑中慢性疼痛位置的信息。

慢性疼痛指标的长期动态跟踪

在早期的研究中，慢性疼痛患者的脑部扫描通常来源于跟踪不同区域的血流量变化，即通过大脑活动的间接指标表征慢性疼痛。但是，此类研究仅在实验室环境中被允许，并且需要多次患者前往医院或实验室。

在目前的研究中，加州大学旧金山分校的神经学家Prasad Shirvalkar和他的团队使用电极分析了数千个神经元的集体放电模式。根据功能磁共振的研究结果，大脑的前扣带回（ACC）和眶额叶皮层（OFC）在急性疼痛中扮演重要角色。尤其是OFC, 它在是一个参与情绪调节、自我评估和决策的区域，显示出疼痛和电振荡之间的关联。根据这项研究，这些大脑活动模式可以用作生物标志物，帮助数百万与受损神经系统相关的射击或灼热慢性疼痛的人获得准确的诊断和有效的治疗。

本实验中纳入了四位患有慢性疼痛的患者，其中三位是中风后疼痛，一位是幻肢疼痛。研究人员利用脑植入系统，将电极植入患者大脑，持续记录ACC和OFC脑区信号。患者每天至少评估三次他们的不适或疼痛程度，在按下按钮后，他们的植入物将开始记录大脑信号，时长为30秒。

研究人员将电极放置在眶额叶皮层和前扣带皮层中，前扣带皮层是参与处理情绪信息的区域，但尚未在疼痛研究中得到彻底研究。许多研究表明，前扣带皮层对感知至关重要。

此外，研究人员使用机器学习模型，在向模型提供患者疼痛评分和伴随电信号的数据后，仅根据大脑信号预测慢性疼痛的高和低水平。

ACC和OFC的动态神经记录可预测慢性疼痛

用ACC和OFC神经记录预测急性疼痛状态不可靠

深部脑刺激是植入物的另一个用途。Shirvalkar和他的团队利用适度的电流来激活靠近电极的大脑区域，作为治疗慢性疼痛的更广泛临床试验的一部分。研究人员希望通过通过电极发送脉冲来调整大脑的异常活动，并减轻患者的不适感。

参考文献

Shirvalkar P, Prosky J, Chin G, et al. First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers [published online ahead of print, 2023 May 22]. Nat Neurosci. 2023;10.1038/s41593-023-01338-z. doi:10.1038/s41593-023-01338-zIF: 28.771 Q1

资讯来源

https://healthnews.com/news/researchers-find-signs-of-chronic-pain-in-the-brain/

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