Математическая модель исследует суточные ритмы чувствительности к боли

Новая вычислительная модель успешно предсказывает, как суточные ритмы чувствительности к боли влияют на обработку болевых сигналов, как у здоровых взрослых, так и у людей с нейропатической болью. Эти результаты представили Дженнифер Кроделле из Нью-Йоркского университета и её коллеги в PLOS Computational Biology.

Подобно процессам метаболизма и бдительности, чувствительность к боли меняется в течение дня. Обычно она наиболее высока в середине ночи и самая низкая — поздним днем. Однако у людей с нейропатической болью, которые испытывают сильную боль в ответ на обычно безболезненный стимул, этот ритм перевернут. У таких пациентов самая низкая чувствительность к боли наблюдается ночью.

Механизмы, лежащие в основе как нормального, так и нейропатического болевых ритмов, оставались неясными. Чтобы получить новые данные, Кроделле и коллеги построили математическую модель, которая симулирует передачу боли от нерва к заднему рогу спинного мозга, где происходит начальная обработка боли.

Исследователи обнаружили, что их модель успешно воспроизводит экспериментальные результаты по чувствительности к боли и предсказывает, как на эти результаты влияет время суток. Например, она предсказывает влияние времени суток на болевое торможение — феномен, при котором человек чувствует уменьшение боли от легкого давления, например, схватившись за ушибленный палец ноги.

Модель также предполагает потенциальный механизм перевернутого ритма чувствительности у людей с нейропатической болью: изменение от торможения к возбуждению в синаптических связях между нервными клетками. Это открытие указывает на цели для дальнейших экспериментальных исследований и потенциального лечения.

«Наши результаты моделирования — это первый шаг к пониманию того, как суточный ритм чувствительности к боли влияет на нормальную обработку боли в течение дня и, возможно, как этот суточный ритм может помочь стратегиям обезболивания в клинических условиях», — говорит Кроделле. «Например, обезболивающие препараты можно было бы соответствующим образом титровать в течение дня, уменьшая таким образом общее количество необходимого лекарства».

Следующими шагами могут стать включение факторов, влияющих на суточный ритм чувствительности к боли, таких как недосыпание и смена часовых поясов. Модель также может помочь в исследованиях того, как чувствительность к боли снижается при хроническом лечении боли, известном как стимуляция спинного мозга.