Нейронаука зуда и трансдиагностические психологические подходы

Введение

Кожа является крупнейшим органом human body, представляющим собой сложную иммунологическую среду, которая реагирует на патогены и защищает от физических повреждений и травм. Для удаления патогенов с поверхности кожи зуд является эволюционным механизмом, который создает позыв к расчесыванию. Хотя зуд является нормальной реакцией в большинстве случаев, он может быть вредоносным при различных клинических состояниях, таких как атопический дерматит и псориаз, а также маладаптивным при серьезных ожогах, например, когда зуд возникает вокруг ожога, трансплантата или донорского участка во время заживления кожи, или при фантомной ампутации конечности.

Подход

Мы провели серию координатных анализов фМРТ, чтобы определить общие нейронные механизмы зуда на основе опубликованных исследований. Мы использовали метод Activation-Likelihood Estimate (ALE), который основывается на координатах активации мозга из различных исследований, чтобы выявить сходства в активации мозга, связанные с определенным процессом или экспериментальной манипуляцией.

Обзор результатов

Из двадцати исследований, удовлетворяющих критериям включения, мы включили все воксели, которые авторы интерпретировали как отражающие значимую активность, связанную с зудом. Мы идентифицировали пять кластеров для общей нейронной активации и два кластера для общей нейронной деактивации. Для карты активации были включены 40 экспериментальных контрастов, 1008 фокусов от n=728 субъектов. Для карты уменьшения были включены 6 экспериментальных контрастов, 56 фокусов от 131 субъектов.

Кластер 1

Первый кластер имел объем 7840 мм³, центрированный на (−10, −14.9, 2) с 6 пиками. Активация этих координат была ассоциирована с Медиальным Дорсальным Ядром и Вентральным Латеральным Ядром Левого Таламуса, а также Красным Ядром Левого Мозгового Ствола и Левым Чечевицеобразным Ядром. Десять исследований внесли фокусы в этот кластер.

Кластер 2

Второй кластер имел объем 5472 мм³, центрированный на (−37.9, 13.8, −4.8) с 6 пиками. Активация этих координат была ассоциирована с Левым Клауструмом, Нижней Лобовой Извилиной и Инсулой. Двенадцать исследований внесли фокусы в этот кластер.

Кластер 3

Третий кластер имел объем 5384 мм³, центрированный на (37, 9.8, 1.6) с 6 пиками. Одиннадцать исследований внесли фокусы в этот кластер. Активация этих координат была ассоциирована с Правым Клауструмом, Инсулой, Чечевицеобразным Ядром и Путаменом, а также Прецентральной Извилиной.

Кластер 4 и 5

Четвертый кластер имел объем 1240 мм³, центрированный на (12.9, −3.9, 2.4) с 2 пиками. Активация этих координат была ассоциирована с Правым Таламусом и Левым Клауструмом. Пятый кластер имел объем 1072 мм³, центрированный на (−37.2, −16.5, −1.9) с 3 пиками. Активация этих координат была ассоциирована с Левым Клауструмом.

Кластеры деактивации

Для карты деактивации, кластер 1 включал 816 мм³, центрированный на (4.7, −22.1, 49.1) с 2 пиками. Активация этих координат была ассоциирована с Парацентральной Долькой и Медиальной Лобовой Извилиной. Кластер 2 включал 656 мм³, центрированный на (3.1, 59.9, 11.7) с 1 пиком. Активация этих координат была ассоциирована с Парацентральной Долькой и Медиальной Лобовой Извилиной.

Уникальная нейронная активация для здоровых контрольных групп и клинических групп

Для здоровых участников мы идентифицировали пять кластеров активации, аналогичных тем, что были определены в общей карте активации. Для клинических групп мы выявили значительное вовлечение Левой Парацентральной Дольки, области мозга, связанной с когнитивным контролем и подавлением ответа.

Заключение

Мы представили доказательства существования основной «зудящей сети», включающей Базальные Ганглии/Таламус, Билатеральную Инсулу и Клауструм, а также Нижнюю Лобовую Извилину и Прецентральную Извилину. Эти области мозга соответствуют исследованиям, которые показали, как зуд, индуцированный гистамином, может модулировать области Базальных Ганглии/Таламуса, такие как Хвостатое Ядро и Путамен, а также исследования, которые показали, как зуд, индуцированный коровяком, может активировать Инсулу, Клауструм и Базальные Ганглии/Таламус. Таламус и Клауструм играют ключевую роль в внимании и мультисенсорной интеграции, а Инсула участвует в задачах, требующих контроля внимания и подавления ответа, особенно в контекстах эмоциональной значимости.

Кроме того, мы исследовали нейронную деактивацию, связанную с зудом, и выявили значительную нейронную деактивацию в Парацентральной Дольке и Медиальной Лобовой Извилине. Эти области ранее были связаны с когнитивным/исполнительным контролем и подавлением ответа, а также социальным когнированием и ментализацией. Таким образом, деактивация этих областей во время зуда может быть потенциальным маркером того, как опыт зуда может нарушать исполнительный контроль.

В будущем необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы изучить эти процессы в отношении зуда с тщательно спланированными эмпирическими экспериментами. Уникальная нейронная активация для здоровых контрольных групп и клинических групп также требует дальнейшего изучения, чтобы понять, как когнитивный контроль может влиять на опыт зуда.

Экспериментальные расширения

«Зудящая сеть», выявленная в этом исследовании, имеет потенциальные импликации для способов лечения и уменьшения зуда в клинических условиях. Идентификация этой взаимосвязанной сети подразумевает, что лечение, направленное на любой узел в этой сети, может иметь потенциал для «эффекта домино», чтобы повлиять на всю систему. Параллельные исследования в области боли показывают, как психологические интервенции, направленные на такие когнитивные и эмоциональные центры, могут модулировать процессы облегчения боли.

Исследования в области клинической психологии показали, как тренировки осознанности и сострадания могут уменьшить проявления депрессии и/или тревоги, связанные с хроническим зудом. Возможно, эти виды терапии эффективны, потому что они вызывают функциональные сдвиги в «зудящей сети», выявленной в этом исследовании.

Будущие исследования с использованием экспериментальной фМРТ могут исследовать эти возможности, особенно учитывая необходимость разработки новых терапий для зуда через признание психологических факторов, участвующих в обострении или лечении хронического зуда.