Eine Störung der neuronalen Netze kann sich auf Fibromyalgie-Schmerzen auswirken
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass hyperreaktive Hirnnetzwerke eine Rolle bei der Überempfindlichkeit gegen Fibromyalgie spielen könnten.
Die Studie legt nahe, dass das menschliche Nervensystem gemeinsame Eigenschaften eines Stromnetzes aufweist, wobei eine kleine Störung in einem Bereich des Netzwerks dazu führen kann, dass das gesamte Netzwerk schief geht.
Forscher der University of Michigan und der Pohang University of Science and Technology in Südkorea stellten fest, dass Patienten mit Fibromyalgie Hirnnetzwerke haben, die auf schnelle, globale Reaktionen auf geringfügige Veränderungen vorbereitet sind.
Diese abnormale Überempfindlichkeit, die als explosive Synchronisation (ES) bezeichnet wird, wurde bei anderen Netzwerkphänomenen in der Natur beobachtet. Die Entdeckung von ES im Gehirn von Menschen mit Fibromyalgie hilft zu erklären, warum häufig chronische Schmerzen auftreten.
Das Papier, veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichteist nur die zweite Studie, in der ES in Daten des menschlichen Gehirns detailliert beschrieben wird.
"Zum ersten Mal zeigt diese Studie, dass die Überempfindlichkeit chronischer Schmerzpatienten auf überempfindliche Hirnnetzwerke zurückzuführen sein kann", sagte der Co-Senior-Autor Richard Harris, Ph.D., Associate Professor für Anästhesiologie an der Michigan Medicine.
"Die Probanden hatten ähnliche Bedingungen wie andere Netzwerke, die eine explosive Synchronisation erfahren."
In ES kann ein kleiner Stimulus zu einer dramatischen synchronisierten Reaktion im Netzwerk führen, wie dies bei einem Stromnetzausfall (der die Dinge schnell ausschaltet) oder einem Anfall (der die Dinge schnell einschaltet) auftreten kann.
Dieses Phänomen wurde bis vor kurzem eher in der Physik als in der Medizin untersucht. Forscher sagen, dass dies ein vielversprechender Weg ist, um herauszufinden, wie eine Person Fibromyalgie entwickelt.
"Im Gegensatz zum normalen Prozess der schrittweisen Verknüpfung verschiedener Zentren im Gehirn nach einem Reiz haben chronische Schmerzpatienten Bedingungen, die sie dazu veranlassen, sich abrupt und explosiv miteinander zu verbinden", sagt der Erstautor UnCheol Lee, Ph.D., Dr. ein Physiker und Assistenzprofessor für Anästhesiologie an der Michigan Medicine. Diese Bedingungen ähneln denen anderer Netzwerke, die einer ES unterzogen werden, einschließlich Stromnetzen, sagt Lee.
Die Forscher registrierten die elektrische Aktivität im Gehirn von 10 weiblichen Teilnehmern mit Fibromyalgie. Die Basis-EEG-Ergebnisse zeigten überempfindliche und instabile Hirnnetzwerke, sagt Harris.
Wichtig ist, dass eine starke Korrelation zwischen dem Grad der ES-Zustände und der selbst berichteten Intensität chronischer Schmerzen bestand, die von den Patienten zum Zeitpunkt der EEG-Tests gemeldet wurden.
Lees Forschungsteam und Mitarbeiter in Südkorea verwendeten dann Computermodelle der Gehirnaktivität, um die Reizantworten von Fibromyalgie-Patienten mit dem normalen Zustand zu vergleichen.
Wie erwartet war das Fibromyalgie-Modell empfindlicher gegenüber elektrischer Stimulation als das Modell ohne ES-Eigenschaften, sagte Harris.
"Wir sehen wieder, dass das Gehirn für chronische Schmerzen elektrisch instabil und empfindlich ist", sagte er.
Harris stellte fest, dass diese Art der Modellierung künftige Behandlungen für Fibromyalgie leiten könnte. Da ES im Wesentlichen außerhalb des Gehirns oder in einem Computer modelliert werden kann, können Forscher umfassend nach einflussreichen Regionen suchen, die ein überempfindliches Netzwerk in ein stabileres umwandeln. Diese Regionen könnten dann bei lebenden Menschen unter Verwendung nichtinvasiver Hirnmodulationstherapien angegriffen werden.
George Mashour, M.D., Ph.D., Co-Senior-Autor und Professor für Anästhesiologie an der Michigan Medicine, sagte: „Diese Studie ist eine aufregende Zusammenarbeit von Physikern, Neurowissenschaftlern und Anästhesisten. Der netzwerkbasierte Ansatz, der individuelle Gehirndaten von Patienten und Computersimulationen kombinieren kann, eröffnet die Möglichkeit eines personalisierten Ansatzes für die Behandlung chronischer Schmerzen. “
Quelle: Universität von Michigan
