En nevrobiologs forsøk på å forklare langvarige smertetilstander (hvorfor går smertesystemet så lett i vranglås?)

Transkript

1 En nevrobiologs forsøk på å forklare langvarige smertetilstander (hvorfor går smertesystemet så lett i vranglås?) Per Brodal Institutt for medisinske basalfag Universitetet i Oslo Nidaroskongressen 2013

2 Hjernen er ikke bare kompleks, den er fantastisk kompleks (L. Weizkrantz 1997) 2

3 Om vedvarende smerter.. K.D. Keele: Anatomies of Pain, 1957 Vedvarende smerte er alltid kompleks, og består av mange komponenter som sammen utgjør et stort smertebyggverk som stiller klinikeren overfor helt andre problemer enn de fysiologen møter som studerer smerte eksperimentelt 3

4 Langt frem når det gjelder smertebehandling? T. S. Jensen (President of the IASP): Nature Rev Neurosci. 6:505, 2005 Despite the recent explosion of knowledge about the neurobiological processes that underlie pain,..there is an enormous gap in the translation of this information into pain treatment.. At present, even the most sophisticated pain therapies provide moderate to good pain relief for less than 30% of patients with chronic non-malignant types of pain. 4

5 Om smerte som fenomen.. Bennett & Hacker: Philosophical Foundations of Neuroscience. Blackwell 2003 The subject of pain is the person that manifests it, not his mind or brain the location of the cause of a pain must be distinguished from the location of the pain itself a person..who has a phantom pain does not seem to have a pain in his foot, for there is no such thing as seeming to have a pain

6 Hvorfor.får noen langvarige smerter etter skader som (tilsynelatende) er fullstendig tilhelet?.er det ofte dårlig samsvar mellom strukturelle endringer og symptomer? 6

7 Et fugleperspektiv på hjernens arbeidsmåte som grunnlag for å forstå smerte 7

8 Menneskehjernen er ikke laget for objektiv registrering.. Fra Gazzaniga (Ed): The New Cognitive Neurosciences MIT Press, 2000 Per Brodal

9 Hvordan hjernen arbeider: tolkning Betydningen av forhåndskunnskap Fra Frith: Making up the mind

10 Hvordan hjernen arbeider Nesten all sanseinformasjon er flertydig + + Betydningen av hvor vi har oppmerksomheten 10

11 Hjernens organisereing: Utbredte, oppgavespesifikke nettverk Nettverk for målrettede handlinger Nettverk for oppmerksomhet Nettverkene overlapper og deler spesifikke nevrongrupper Nettverk for kroppsskjema og kroppsbilde Nettverk for smerte Nettverk for motivasjon/affekt/emosjoner 11

12 Om «normal» smerte

13 Smertesansens oppgaver Varsler trusler mot vår eksistens Kan derfor ikke ignoreres Signal om å endre atferd Kraftig læringssignal plastiske endringer: assosiasjon smerte og antatt årsak 13

14 Hvorfor går smertesystemet så lett i vranglås? Høy sensitivitet nødvendig for ikke å overse livsviktige alarmer Sterk plastisitet nødvendig læring ved første forsøk Lav spesifisitet umulig med forhåndsspesifisering av alle tenkelige situasjoner 14

15 Substrat for smerteopplevelse: Smertenettverk Prefrontalkorteks SI og SII - somatosensorisk korteks Gyrus cinguli Insula Parietalkorteks SUBSTRAT FOR SMERTEOPPLEVELSE: Synkronisert aktivitet i distribuert nettverk? 15

16 Nettverk i hjernebarken som deler nevrongrupper? Gyrus cinguli Smerte Insula Kroppsrepresentasjon (kroppsbilde, kroppsskjema, eierskap..) Oppmerksomhet + autonom kontroll, emosjoner, belønning-straff (nytelse - lidelse) 16

17 Integrasjon av smerte, affekt og kognisjon? Negativ affekt Smerte Kognitiv kontroll Shackman et al

18 Nedstigende kontroll smerte i kontekst Gyrus cinguli Strukturer som gyrus cinguli, amygdala og hypothalamus formidler kommandoer til PAG avhengig av individets sinnstilstand, grad av angst, forventninger osv. Hypothalamus Amygdala PAG Insula Rostrale ventromediale medulla (inkl. Raphe magnus) Ryggmargens dorsalhorn 18

19 Smerte som tolkning

20 Feiltolkning av kroppen? Fantomsmerter Immobilisering, pareser (hjerneslag) Forsøk med friske: bevegelser, konflikt med synsinntrykk (McCabe et al. 2005) FELLES: konflikt mellom motorisk kommando og sensorisk tilbakemelding? P. Brodal

21 Pain is an opinion on the organism s state of health rather than a mere reflexive response to an injury Ramachandran & Blakeslee: Phantoms in the Brain,

22 Postherpetiske smerter tre mekanismer hva er felles? 1. hypereksitable (sensibiliserte) C fibre assosiert med lite tap av nervefibre 2. tap av tynne fibre, uttalt allodyni 3. tap av både tykke og tynne sentral årsak, uavhengig av periferien Fields et al. Neurobiol. Dis. 5: , 1998 Tolkning: noe er galt med denne delen av kroppen - på med alarmen! P. Brodal

23 Forstyrrelse av kroppsrepresentasjonen og «indre modeller»? Kortvarige knesmerter endrer motorisk kontroll (Henriksen et al. J. Appl. Physiol. 103:132, 2007) Varig endret postural kontroll etter ryggsmerter (Moseley and Hodges Behav. Neurosci. 120:474, 2007) Endret muskulær kontroll av hals og nakke ved nakkesmerter (Falla D, Jull G, Hodges PW. Exp Brain Res. 2004) MS, Parkinson, slag P. Brodal

24 Nevropatiske smerter og tolkning Smerter ved paraplegi Soler M D et al. Brain 2010;133: Stimulering av motorisk korteks Illusjon av egne gangbevegelser P. Brodal

25 Sentrale smertetilstander.. Smertetilstander som opptrer etter skader i sentralnervesystemet post-stroke pain utgjør en stor gruppe Best forstått som uttrykk for feiltolkning ved forstyrret forhold kommando og sensorisk tilbakemelding? 25

26 Hva er årsaken til skuldersmerter hos hemiplegikere? Perifere forhold? Subluksasjon? Spastisitet (spesielt m. Subscapularis) Impingement Sentral forklaring? Forstyrrelse av indre modeller/nettverksfeil Effekt av vestibulær stimulering Effekt av speilbehandling (Cacchio, A. et al. Neurorehab.Neural Repair 23(8): , 2009) 26

27 «Kroniske» tilstander kan endres raskt Vestibulær stimulering (kalorisk) «Vestibular remapping of the central body schema» (Gordon, 1998) Stimulering av motorisk korteks (Smith et al. 2001) «Trick into action» (Oliver Sacks i «A leg to stand on») Speilbehandling (Ramachandran & Altschuler 2009) 27

28 Kroniske tilstander kan endres raskt Speilbehandling Ramachandran & Altschuler 2009 (Brain 132:1693) Fantomsmerter Sentrale smerter etter slag Smerter ved paraplegi Komplekst regionalt smertesyndrom Vestibulær stimulering Gordon 2008 (Pain 136:224) Stimulering av motorisk korteks Smith et al (Neurology Focus 11 (3)) Trick into action (Oliver Sacks, A Leg to Stand on) FELLESTREKK: Oppdatering nettverk; reaktivering av indre modeller? 28

29 Forventningens betydning

30 Forventning om effekt av behandling Skjult injeksjon Åpen injeksjon Colloca & Benedetti 2005 (Nature Rev Neurosci 6, 545) 30

31 Placebo ledd i vår evne til selvregulering (Petrovic et al Neuron 46:957, 2005)..modulerende prosesser ved placebo er ikke spesifikke for placeboanalgesi, men er en del av grunnleggende mekanismer for emosjonell selvregulering,..inklusive kognitiv smertemodulering. 31

32 Forventningens betydning: Kontroll Salomons et al. J. Neurosci Oppfattet kontrollerbarhet av smerte påvirker både smerteopplevelsen og aktivering av det kortikale «smertenettverket» Ukontrollerbar 32

33 Lært hjelpeløshet Stress-modell som utløser hjelpeløshet: rotter utsettes for ubehagelige stimuli som verken kan forutses eller unngås Endring av reseptorer og transmittere i flere deler av hjernen Rent psykiske påkjenninger gir endring av hjernens struktur og biokjemi Mangel på kontroll er avgjørende Hvor mange mennesker lærer hjelpeløshet gjennom møte med skolen og helsevesenet? 33

34 Oppsummering: Hva kan drive smertenettverkene? Oppmerksomhet, minner, tolkning forventninger Andre nettverk i hjernebarken Frykt, angst, assosiasjoner, depresjon.. Smertenettverk Amygdala Aktivert glia cytokiner dannet i CNS Via ryggmargen og thalamus Nociseptorer 34

35 Til slutt: Detalj og helhet Trygve Braatøy i Pasienten og lægen. Cappelen, 1952: En har samtidig erkjent at det ikke er noen motsetning mellom tekniske, anatomisk-fysiologiske detaljer og helhetsbetraktninger uttrykt i psykologiske vendinger. En har kanskje også fått en anelse om at den som samtidig kan se og påvirke detalj og helhet, har størst sjanse til å lykkes. 35