Project Relief: Rozvoj mozkové stimulace jako léčba chronické bolesti

Účinná kontrola chronické bolesti je ve Spojených státech nejvyšší prioritou, protože přibližně 10 % dospělých trpí těžkou chronickou bolestí – většina z nich je chronická bolest dolní části zad (CLBP). Navzdory pokroku v neurovědě za posledních 20 let se však chronická bolest z velké části léčí opiátovými narkotiky, stejně jako tomu bylo v občanské válce. Kromě vysoké náchylnosti ke zneužívání a potenciálu závislosti pouze 30–40 % pacientů s chronickou bolestí prohlašuje, že jim farmakologická léčba přináší uspokojivou (>50 %) úlevu od bolesti. U těchto pacientů je běžnou klinickou praxí eskalovat dávku opiátů, jak se vyvíjí tolerance – což bohužel přispělo k eskalaci úmrtí z předávkování opiáty, znovuobnovení nitrožilního užívání heroinu a společenským nákladům ve výši 55 miliard dolarů. V důsledku toho existuje kritická potřeba nových léčebných postupů, které mohou léčit bolest a snížit závislost na opiátech u jedinců s chronickou bolestí.

Cílem tohoto návrhu je vyhodnotit 2 nové neinvazivní strategie stimulace mozku ke zmírnění bolesti a reakce mozku na bolest u pacientů s CLBP, kteří v současné době užívají chronické opiáty nebo kteří hledají alternativní léčbu bolesti. Transkraniální magnetická stimulace (TMS) může vyvolat dlouhodobou potenciaci (podobné LTP) a dlouhodobou depresi (podobné LTD) na mozkovou aktivitu v závislosti na frekvenci. Naše skupina již dříve prokázala, že LTP-like TMS do dorzolaterálního prefrontálního kortexu (DLPFC, uzel v Executive Control Network (ECN)) může snížit vnímanou bolest a odpovídající signál závislý na hladině kyslíku v krvi (BOLD) v „Pain Network“. Síť bolesti je rozšířením sítě Salience Network (SN; insula, dorzální přední cingulát), která zahrnuje thalamus a somatosenzorický kortex. Analgetické účinky DLPFC TMS mohou být blokovány naloxonem – což naznačuje, že analgetické účinky DLPFC TMS podobného LTP jsou zprostředkovány opiáty. Navíc DLPFC TMS aplikovaný po operaci vede k menšímu užívání morfinu podávaného pacientem (PCA-pumpa) v nemocnici a menšímu užívání opiátů v ambulantních podmínkách. Všechny tyto údaje naznačují, že DLPFC TMS podobný LTP je slibným kandidátem na léčbu bolesti.

Alternativní strategií je aplikovat LTD-like stimulaci na mediální prefrontální kortex (LTD-like mPFC rTMS. Tato strategie je založena na našem chápání funkční neuronové architektury, kde je SN modulováno 2 dalšími základními sítěmi: výkonnou řídicí sítí (ECN) a sítí výchozího režimu (DMN). Jak bylo uvedeno výše, je možné zeslabit aktivitu v SN prostřednictvím TMS podobného LTP do DLPFC, uzlu v ECN. Je také možné zeslabit SN prostřednictvím LTD-like TMS do ventrálního mediálního prefrontálního kortexu (uzel v DMN). Navrhovaná studie bude první, která použije randomizovaný, dvojitě zaslepený, falešně kontrolovaný design k parametrickému vyhodnocení longitudinálních účinků 16denní rTMS na MC nebo MPFC na bolest, kterou si sami oznámili, a reakci mozku na bolest. To bude provedeno v kohortě pacientů rekrutovaných z komunity a také z klinik WFBH s chronickou bolestí dolní části zad, kteří nebyli schopni najít adekvátní úlevu od bolesti, ať už užívají opiáty na předpis po dobu 3 nebo více měsíců. Účastníci budou randomizováni tak, aby obdrželi rTMS do MC, MPFC nebo sham (50 % na každém místě), pomocí randomizace latinského čtverce. Konektivita v klidovém stavu bude sbírána 3x: před 1. dnem TMS, po 12. dni TMS a před 16. dnem TMS (poslední podávaný den).

Cíl 1. Vyhodnotit MC rTMS jako nástroj ke zmírnění bolesti a zapojení sítě Pain Network. Hypotéza 1: MC TMS zeslabí základní mozkovou reakci na bolest (aktivita sítě bolesti) a zvýší aktivitu v ECN, když pacient dostane instrukce k „kontrole“ bolesti.

Cíl 2. Vyhodnotit MPFC rTMS jako nástroj ke zmírnění bolesti a zapojení sítě bolesti. Hypotéza 1: MPFC TMS také zeslabí základní mozkovou reakci na bolest (aktivitu sítě bolesti), ale neovlivní ECN nebo SN, když pacient dostane instrukce k „kontrole“ bolesti.

(Výzkumný cíl): Výzkumník vyhodnotí, zda existují na rychlosti závislé účinky mezi výchozí konektivitou SN s ECN a DMN a účinností každé strategie TMS na subjektivní bolest. Data budou analyzována pomocí analýzy vícerozměrných vzorů (MVPA). Zatímco primárními výstupy bude magnetická rezonance (MRI) Návštěva 1 versus Návštěva 2, vyšetřovatel bude také zkoumat relativní „trvalost“ účinků na bolest porovnáním dat MRI na konci všech návštěv TMS mezi skupinami a v rámci nich faktorová analýza.

Relativní účinnost těchto strategií se přímo promítne do vývoje velké klinické studie zkoumající rTMS jako inovativní, novou možnost léčby bolesti u pacientů s CLBP.