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Jul 27, 2023

Endlich können die Leute Ihren Schmerz glauben

Frau hält Kopf und schaut nach unten, Arzt im Hintergrund Beim Arztbesuch

Frau hält den Kopf und blickt nach unten, im Hintergrund der Arzt

Eine der ersten Fragen, die den Patienten beim Arztbesuch zu ihren Schmerzen gestellt werden, lautet: „Wie stark sind die Schmerzen auf einer Skala von 0 bis 10?“. Während diese Schmerzbewertungen eine gängige Methode sind, um Ärzten bei der Diagnose chronischer Schmerzsyndrome zu helfen, stellen sie tatsächlich eine erhebliche Hürde dar, mit der Ärzte bei der Diagnose und Klassifizierung von Schmerzsymptomen konfrontiert sind.

Chronische Schmerzsyndrome stellen weltweit eines der größten Gesundheitsprobleme dar, dennoch gibt es derzeit keine objektive Methode, um die neurophysiologischen Ursachen oder die Schwere der Schmerzen zu messen. Tatsächlich werden selbstberichtete Schmerzsymptome häufig als psychologisch bedingt abgetan und unbehandelt gelassen. Dies betrifft insbesondere Frauen, die zur Behandlung ihrer selbst berichteten Schmerzsymptome viel häufiger als Männer Beruhigungsmittel statt Schmerzmittel erhalten. Untersuchungen haben gezeigt, dass Frauen, die sich einer Koronarbypass-Operation unterziehen, nur halb so häufig Schmerzmittel verschrieben bekommen wie Männer, die sich dem gleichen Eingriff unterziehen.

Nun legt ein in Nature Neuroscience veröffentlichter Artikel nahe, dass wir Schmerzsymptome möglicherweise einfach durch die Untersuchung der Gehirnwellen einer Person klassifizieren können. Diese Studie könnte der erste Schritt sein, chronische Schmerzsyndrome einfach und objektiv diagnostizieren zu können.

In der Arbeit diskutieren Shirvalkar et al., wie sie ein Gehirnimplantat und eine Methode des maschinellen Lernens entwickelt haben, um die Gehirnwellen von Patienten als Reaktion auf Episoden chronischer und akuter Schmerzen aufzuzeichnen. Mit ihrem System konnten die Forscher erfolgreich die Schmerzbewertung von Patienten vorhersagen und markierten damit die erste Studie, die Regionen des menschlichen Gehirns als Maß für die Schmerzstärke erfasste.

Bisherige Versuche, Schmerzbiomarker zu identifizieren, konzentrierten sich nur auf gesunde Teilnehmer. Obwohl diese Studien wichtig sind, geben sie die Erfahrungen von Menschen mit chronischen Schmerzsyndromen nicht genau wieder. In anderen Studien wurden auch Schmerzen mithilfe von Sonden gemessen, um die Gehirnaktivität zu erfassen. Allerdings konnten diese Sonden die Gehirnaktivität nur über kurze Zeiträume messen und können keine Langzeitmessungen der Gehirnaktivität liefern.

Mit diesen Einschränkungen haben Shirvalkar et al. waren daran interessiert, eine neuartige Sonde namens Medtronic Activa PC + S zu verwenden, um über lange Zeiträume Gehirnwellenaufzeichnungen von vier menschlichen Teilnehmern zu sammeln. Die neuartige Sonde wurde implantiert und ermöglichte es den Forschern, die Gehirnwellen der Teilnehmer über einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten zu messen.

Abbildung 1: Röntgenbild eines Teilnehmers mit implantiertem Gehirnwellenmonitor.

Der erste Schritt bestand darin, die grundlegende Gehirnaktivität jedes Teilnehmers in den Schmerzregionen des Gehirns zu bestimmen. Die Forscher waren besonders daran interessiert, die Aktivität von zwei Regionen zu untersuchen: dem rostralen anterioren cingulären Kortex und dem orbitofrontalen Kortex. Es ist bekannt, dass der rostrale anteriore cinguläre Kortex eine Rolle bei der emotionalen Verarbeitung bei Schmerzen spielt. Der orbitofrontale Kortex wurde bei Schmerzen selten untersucht, steht aber in Verbindung mit mehreren anderen Regionen des Gehirns, die mit Schmerzen in Zusammenhang stehen. Aufgrund dieser Zusammenhänge haben Shirvalkar et al. spekulierten, dass der orbitofrontale Kortex eine wesentliche Region des Gehirns für die Schmerzwahrnehmung sein könnte.

Um festzustellen, ob der Sensor die Schmerzintensität der Teilnehmer genau erfassen konnte, baten die Forscher jeden Teilnehmer, über einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten mehrmals täglich Schmerzbewertungen abzugeben. Anschließend verglichen die Forscher diese Schmerzbewertungen mit der jeden Tag erfassten Gehirnwellenaktivität, um festzustellen, wie die Gehirnaktivität mit den Schmerzbewertungen jedes Teilnehmers korrelierte.

Anhand dieser Ergebnisse fanden die Forscher heraus, dass sie die Schmerzzustände oder Schmerzbewertungen jedes Teilnehmers vorhersagen konnten, indem sie allein die Aktivität des orbitofrontalen Kortex beobachteten.

Dies ließ eine interessante Frage offen: Kann der Sensor auch die Schmerzintensität des induzierten unmittelbaren Schmerzes vorhersagen?

Um dies zu testen, legten die Forscher jedem Teilnehmer eine beheizte Sonde an. Die Sonde wurde an der schmerzhaftesten Körperregion jedes Teilnehmers angebracht, die von chronischen Schmerzen betroffen war, sowie an derselben Körperstelle auf der nicht betroffenen Seite. Wenn ein Teilnehmer beispielsweise chronische Schmerzen im rechten Bein verspürte, würde die Wärmesonde sowohl am rechten als auch am linken Bein angebracht.

Nach dem Anbringen der Sonde berichteten die Teilnehmer über die Schmerzintensität, während die Forscher die Gehirnwellenaktivität jedes Teilnehmers beobachteten. Interessanterweise hat der orbitofrontale Kortex die durch die Wärmesonde verursachte Schmerzstärke nicht genau gemessen, was darauf hindeutet, dass der anteriore cinguläre Kortex möglicherweise stärker an akuten Schmerzen beteiligt ist als der orbitofrontale Kortex.

Insgesamt stellt diese Studie einen bedeutenden Fortschritt bei der Entwicklung einer objektiven Metrik zur Verfolgung der Schmerzstärke dar. Während noch mehr Arbeit geleistet werden muss, um ein weniger invasives Maß für chronische Schmerzen zu bestimmen, bringt uns diese Arbeit der Verbesserung der Schmerzdiagnosen und hoffentlich einer besseren Versorgung derjenigen, die unter chronischen Schmerzsyndromen leiden, einen Schritt näher.