Hankkeen helpotus: Aivostimulaation kehittäminen kroonisen kivun hoitoon

Kroonisen kivun tehokas hallinta on ensisijainen tavoite Yhdysvalloissa, sillä noin 10 prosentilla aikuisista on vaikeaa kroonista kipua, josta suurin osa on kroonista alaselän kipua (CLBP). Huolimatta neurotieteen edistymisestä viimeisten 20 vuoden aikana, kroonista kipua hoidetaan suurelta osin opiaattihuumeilla, kuten tehtiin sisällissodassa. Suuren väärinkäyttövastuunsa ja riippuvuuspotentiaalinsa lisäksi vain 30–40 % kroonista kipua sairastavista ilmoittaa saavansa tyydyttävää (> 50 %) helpotusta kipuinsa lääkehoidolla. Näillä potilailla yleinen kliininen käytäntö on nostaa opiaattien annosta toleranssin kehittyessä - mikä valitettavasti on osaltaan lisännyt opiaattien yliannostuskuolemia, heroiinin suonensisäisen käytön lisääntymistä ja 55 miljardin dollarin yhteiskunnallisia kustannuksia. Tästä syystä on olemassa kriittinen tarve uusille hoitomuodoille, joilla voidaan hoitaa kipua ja vähentää riippuvuutta opiaateista kroonista kipua kärsivillä henkilöillä.

Tämän ehdotuksen tavoitteena on arvioida kahta uutta ei-invasiivista aivojen stimulaatiostrategiaa, joilla lievitetään kipua ja aivojen vastetta kipuun CLBP-potilailla, jotka käyttävät parhaillaan kroonisia opiaatteja tai jotka etsivät vaihtoehtoista hoitoa kivulle. Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) voi aiheuttaa pitkäaikaisia ​​potentiointeja (LTP:n kaltaisia) ja pitkäaikaisia ​​masennusta (LTD:n kaltaisia) vaikutuksia aivotoimintaan taajuudesta riippuvaisella tavalla. Ryhmämme on aiemmin osoittanut, että LTP:n kaltainen TMS dorsolateraaliseen prefrontaaliseen aivokuoreen (DLPFC, Executive Control Networkin (ECN) solmu) voi vähentää havaittua kipua ja vastaavaa veren happitasosta riippuvaa (BOLD) signaalia "kipuverkostossa". Pain Network on laajennus Salience Networkista (SN; insula, dorsaalinen anterior cingulate), joka sisältää talamuksen ja somatosensorisen aivokuoren. DLPFC TMS:n analgeettiset vaikutukset voidaan estää naloksonilla, mikä viittaa siihen, että LTP:n kaltaisen DLPFC TMS:n kipua lievittävät vaikutukset ovat opiaattivälitteisiä. Lisäksi leikkauksen jälkeen toimitettu DLPFC TMS vähentää potilaiden määräämää morfiinin käyttöä (PCA-pumppu) sairaalassa ja opiaattien käyttöä avohoidossa. Kaikki nämä tiedot viittaavat siihen, että LTP:n kaltainen DLPFC TMS on lupaava ehdokas kivun hoitoon.

Vaihtoehtoinen strategia on soveltaa LTD:n kaltaista stimulaatiota mediaaliseen prefrontaaliseen aivokuoreen (LTD:n kaltainen mPFC rTMS. Tämä strategia perustuu ymmärryksemme toiminnallisesta hermoarkkitehtuurista, jossa SN:ää moduloi kaksi muuta ydinverkkoa: Executive Control Network (ECN) ja oletusmuotoverkko (DMN). Kuten edellä mainittiin, on mahdollista vaimentaa aktiivisuutta SN:ssä LTP:n kaltaisen TMS:n kautta DLPFC:hen, joka on ECN:n solmu. SN on myös mahdollista vaimentaa LTD:n kaltaisen TMS:n kautta ventraaliseen mediaaliseen prefrontaaliseen aivokuoreen (solmu DMN:ssä). Ehdotettu tutkimus on ensimmäinen, joka käyttää satunnaistettua, kaksoissokkoutettua, valekontrolloitua mallia, jolla arvioidaan parametrisesti 16 päivän rTMS:n pitkittäiset vaikutukset MC:hen tai MPFC:hen itse ilmoittamaan kipuun ja aivojen reaktioon kipuun. Tämä tehdään potilaiden ryhmässä, joka on värvätty yhteisöstä sekä WFBH-klinikoilla, joilla on krooninen alaselän kipu ja jotka eivät ole löytäneet riittävää kivunlievitystä riippumatta siitä, ovatko he käyttäneet reseptiopioaatteja vähintään 3 kuukauden ajan. Osallistujat satunnaistetaan vastaanottamaan rTMS MC:lle, MPFC:lle tai huijaukselle (50 % kussakin paikassa) käyttämällä latinalaisen neliön satunnaistamista. Lepotilan yhteys kerätään 3 kertaa: ennen ensimmäistä TMS-päivää, 12. TMS-päivän jälkeen ja ennen 16. TMS-päivää (viimeinen annettu päivä).

Tavoite 1. Arvioi MC rTMS työkaluna vaimentaa kipua ja Pain Networkin sitoutumista. Hypoteesi 1: MC TMS vaimentaa aivojen perusvastetta kipuun (Pain Network -toiminta) ja lisää aktiivisuutta ECN:ssä, kun potilaalle annetaan ohjeita kivun "hallintaan".

Tavoite 2. Arvioi MPFC rTMS työkaluna vaimentaa kipua ja Pain Networkin sitoutumista. Hypoteesi 1: MPFC TMS myös vaimentaa aivojen perusvastetta kipuun (Pain Network -toiminta), mutta ei vaikuta ECN:ään tai SN:ään, kun potilaalle annetaan ohjeita kivun "hallitsemiseksi".

(Tutkiva tavoite): Tutkija arvioi, onko lähtötason SN-yhteydellä ECN:n ja DMN:n kanssa nopeudesta riippuvaisia ​​vaikutuksia ja kunkin TMS-strategian tehokkuutta subjektiiviseen kipuun. Tiedot analysoidaan käyttämällä monimuuttujamallianalyysiä (MVPA). Vaikka ensisijaiset tulokset ovat magneettikuvauksen (MRI) käynti 1 vs. käynti 2, tutkija tutkii myös kipuvaikutusten suhteellista "kestävyyttä" vertaamalla MRI-tietoja kaikkien TMS-käyntien lopussa ryhmien välillä ja niiden sisällä. tekijäanalyysi.

Näiden strategioiden suhteellinen tehokkuus vaikuttaa suoraan suuren kliinisen tutkimuksen kehittämiseen, jossa tutkitaan rTMS:ää innovatiivisena, uutena hoitovaihtoehtona CLBP-potilaiden kivun hoitoon.