Недавнее исследование, опубликованное в Neuron, раскрывает схему дальнего действия, лежащую в основе ноцицептивной обработки информации. Эту работу выполнили исследователи из Dr. Лаборатория Сунь Янгана в Институте нейробиологии, Центр передового опыта в области науки о мозге и интеллектуальных технологий Китайской академии наук.
Ощущение боли имеет решающее значение для организмов, чтобы почувствовать изменяющуюся среду на предмет потенциальной опасности и, следовательно, важно для выживания. Но хроническая боль остается серьезной проблемой в медицине, влияющей на качество жизни более 15% населения. Механистическое исследование обработки ноцицептивной информации может выявить новые терапевтические цели для лечения хронической боли. Достигнут прогресс в понимании клеточного и молекулярного механизма обработки ноцицептивной информации на уровне позвоночника. Однако то, как ноцицептивные сигналы передаются от спинного мозга к головному мозгу, до конца не изучено.
Предыдущие исследования показали, что проекционные нейроны позвоночника отправляют проекции в несколько областей мозга, включая таламус, периакведуктальный серый цвет и парабрахиальное ядро (PBN). Используя подходы отслеживания вирусов, исследователи в этом исследовании продемонстрировали, что спинной мозг соединяется с PBN двусторонним образом, который отличается от проекции позвоночника, нацеленной на другие области мозга с доминирующим контралатеральным паттерном.
Путем дальнейшего изучения функциональной роли ипси- и контралатеральных позвоночно-парапрахиальных путей в обработке ноцицептивной информации они обнаружили, что ингибирование ипсилатерального, но не контралатерального спинопарабрахиального пути подавляет вызванное формалином болевое поведение у подопытных грызунов. Соответственно, активация ипсилатеральной, а не ипсилатеральной спинопарабрахиальной вызвала связанного с болью поведения облизывания.
Кроме того, они определили, что нейроны, экспрессирующие Tacr1, являются основным подтипом нейронов в PBN, который получает прямой спинной сигнал. Эти экспрессирующие Tacr1 нейроны избирательно активировались вредной механической и термической стимуляцией и имели решающее значение для обработки ноцицептивной информации.
Долгое время считалось, что нейроны PBN, которые получают проекции от спинного мозга, напрямую передают болевые сигналы от спинного мозга к центральному ядру миндалины. Исследователи показали, что нейроны PBN, получающие спинной сигнал, образуют функциональные моносинаптические возбуждающие связи с нейронами интраламинарных таламических ядер (ILN), но не миндалевидного тела.
Эти результаты демонстрируют, что ипсилатеральный позвоночно-парабрахиальный путь напрямую передает болевые сигналы от спинного мозга к ИЛН, но не к миндалине, обеспечивая решающее понимание клеточного и схемного механизма, лежащего в основе обработки ноцицептивной информации.