Międzynarodowy zespół naukowców zidentyfikował mechanizmy neuronalne, dzięki którym dźwięk łagodzi ból u myszy. Odkrycia, które mogą pomóc w opracowaniu bezpieczniejszych metod leczenia bólu, zostały opublikowane w Science. Badanie było prowadzone przez naukowców z Narodowego Instytutu Badań Stomatologicznych i Twarzoczaszki (NIDCR); Uniwersytet Nauki i Technologii Chin, Hefei; oraz Uniwersytet Medyczny Anhui, Hefei, Chiny. NIDCR jest częścią National Institutes of Health.
„Potrzebujemy bardziej skutecznych metod radzenia sobie z ostrym i przewlekłym bólem, a to zaczyna się od lepszego zrozumienia podstawowych procesów nerwowych, które regulują ból” – powiedziała dyrektor NIDCR Rena D’Souza, dr DDS. „Odkrywając obwody, które pośredniczą w zmniejszaniu bólu przez dźwięk u myszy, to badanie dodaje krytyczną wiedzę, która może ostatecznie przyczynić się do opracowania nowych podejść do terapii bólu”.
Sięgające do 1960 roku badania na ludziach wykazały, że muzyka i inne rodzaje dźwięków mogą pomóc złagodzić ostry i przewlekły ból, w tym ból związany z chirurgią stomatologiczną i medyczną, porodem i rakiem. Jednak sposób, w jaki mózg wytwarza tę redukcję bólu lub analgezję, był mniej jasny.
„Badania obrazowania ludzkiego mózgu wskazują na pewne obszary mózgu w znieczuleniu wywołanym muzyką, ale są to tylko skojarzenia” – powiedział współautor dr Yuanyuan (Kevin) Liu, badacz stadtman w NIDCR. „U zwierząt możemy pełniej eksplorować i manipulować obwodami, aby zidentyfikować zaangażowane substraty nerwowe”.
Naukowcy najpierw wystawili myszy ze stanem zapalnym łap na trzy rodzaje dźwięków: przyjemny kawałek muzyki klasycznej, nieprzyjemne przearanżowanie tego samego utworu i biały szum. Co zaskakujące, wszystkie trzy rodzaje dźwięków odtwarzane z niską intensywnością w stosunku do szumu tła (mniej więcej na poziomie szeptu) zmniejszały wrażliwość myszy na ból. Wyższe natężenia tych samych dźwięków nie miały wpływu na reakcje bólowe zwierząt.
„Byliśmy naprawdę zaskoczeni, że znaczenie ma intensywność dźwięku, a nie kategoria czy odczuwana przyjemność dźwięku” – powiedział Liu.
Aby zbadać obwody mózgowe leżące u podstaw tego efektu, naukowcy wykorzystali niezakaźne wirusy w połączeniu z białkami fluorescencyjnymi do śledzenia połączeń między regionami mózgu. Zidentyfikowali drogę z kory słuchowej, która odbiera i przetwarza informacje o dźwięku, do wzgórza, które działa jako stacja przekaźnikowa sygnałów czuciowych, w tym bólu, z ciała. U swobodnie poruszających się myszy biały szum o niskiej intensywności zmniejszał aktywność neuronów na końcu szlaku odbiorczego we wzgórzu.
Przy braku dźwięku tłumienie ścieżki za pomocą technik opartych na świetle i małych cząsteczkach naśladowało łagodzące ból efekty hałasu o niskiej intensywności, a włączenie ścieżki przywracało wrażliwość zwierząt na ból.
Liu powiedział, że nie jest jasne, czy podobne procesy mózgowe są zaangażowane u ludzi, ani czy inne aspekty dźwięku, takie jak postrzegana harmonia lub przyjemność, są ważne dla łagodzenia bólu u ludzi.
„Nie wiemy, czy ludzka muzyka ma jakieś znaczenie dla gryzoni, ale ma wiele różnych znaczeń dla ludzi – masz wiele elementów emocjonalnych” – powiedział.
Wyniki mogą dać naukowcom punkt wyjścia do badań mających na celu ustalenie, czy odkrycia na zwierzętach mają zastosowanie do ludzi, a ostatecznie mogą pomóc w opracowaniu bezpieczniejszych alternatyw dla opioidów w leczeniu bólu.
Badania te były wspierane przez Wydział Badań Śródściennych NIDCR. Wsparcie pochodziło również z National Key Research and Development Program of China Brain Science and Brain-Like Intelligence Technology, National Natural Science Foundation of China, Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China, CAS Project for Young Scientists w Badania podstawowe, Fundacja Nauk Przyrodniczych prowincji Anhui oraz Fundusze Badawcze Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin Inicjatywy Podwójnej Pierwszej Klasy.