تصويربرداري از مغذ در هنگام درد

حجم بزرگ مغز در انسان در مقايسه با نخاع با نخاع حاكي از اين موضوع مهم است كه تاثيرات تعديل كنندة نزولي در انسانها از ساير موجودات مهم تر هستند. در انسان مغز ۸۵ درصد و نخاع ۲ درصد حجم سيستم عصبي مركزي را تشكيل مي دهند در حالي كه در موش ها اين مقادير به ترتيب ۴۴ و ۳۵ درصد مي باشند. راه كورتيكوسپانيال انسان شامل تقريباً يك ميليون فيبر مي شود در حالي كه مثلاً راه اسپانيونالاميك فقط چند هزار فيبر دارد. متعاقباً تاثير مغز روي نواحي پاين تر به نظر نقش بسيار مهمي در انسان بازي مي نمايند. تصويربرداري از مغز فعاليت نقاط فوق نخاعي از ساقة مغز تا مغز قدامي را نشان مي دهد. پردازش فوق نخاعي اطلاعات مربوط به حس

ناخوشايند درد باعث فعال شدن رفلكس هاي اتونوم و سوماتيك، پاسخ هاي نورواندوكربن، هوشياري، بيداري، ارزيابي خصوصيات فضاي زماني و فيزيكي تحريك، تجارب لذت بخش، فعاليت هاي يادآورنده، پروسه هعاي شناختي و نيز سيستم هاي كنترلي صعودي و نزولي كه واسطه گر و نيز تعديل كنندة اين فعاليت ها و تداخلات هستند، خواهد شد. براي درك اين مساله كه چگونه تجمعات متعدد عصبي منجر به پاسخ هاي مشخصي و متمايز مربوط هب حس ناخوشايند و درد مي شوند و اين كه چگونه آنها پيوسته و پاسخ هاي جامع و هماهنگ ايجاد مي كنند، احتياج به آناليز مشترك رفتارهاي هوشياري و نيز فعاليت هاي تجمعات سيلاپتيك متعدد دارد.

توصيربرداري از دردهاي پاتولوژيك
اكثر دردهاي حاد با ترميم و التيام زخم تسكين مي يابند اما در بعضي از جراحات مانند درد سندروم هاي درد مزمن موضعي كمپلكس (CRPS) درد ممكن است تغييري پيدا نكند. در مدل هاي حوياني، فعاليت هاي مداوم آوران بطور خودبخود در فيبرهاي عصبي آسيب ديده و اجسام سلولي آنها در گانگيون ريشه خلفي ايجاد مي شوند. شواهد موجود همچنين حاكي از تغييرات بلند مدت در

فيزيولوژي اعصاب نخاعي و يا فوق نخاعي است كه احتمالاً در اثر ورودي هاي غيرطبيعي از اعصاب محيطي مجروح و آسيب ديده مي باشند. آرايش فعاليتي مجدد اعصاب حسي در نخاع، تالاموس و قضر مغز در حيوانات پس از جراحات محيطي چه با و يا بدون تخريب عصبي بوجود مي آيد. Flor و همكارانش نشان دادند كه مدت درد اندام مجازي كه توسط افراد دچار قطع عضو تجربه مي شود متناسب با آرايش فعاليتي مجدد قشر لوماتونسوري مغز مي باشد. شواهد در بيماران دچار

دردهاي مركزي نشان داده اند كه ضايعات مركزي مي توانند بدون هيچگونه ورودي مربوط به حس ناخوشايند درد باعث بوجود آمدن درد مزمن شوند. اين مثالها در واقع تاكيدي نياز به اطلاعات بيشتر در رابطه با سيستم هاي فوق نخاعي شامل مغز براي شناخت بهتر مقوله درد مزمن پاتولوژيك با منشاء محيطي و يا مركزي مي باشند.
انواع روش هاي ثبت فعاليت
تصويربرداري فانكشنال شامل انواع روش هاي زير مي باشد:
SPECT ، بررسي هاي متابوليزم گلوكز و يا ميزان اتصال به گزينه ها توسط PET و روش هاي المتروفيزيولوژيك مانند MEG و يا EEG با دانسيته بالا ، و ECD مي شود. اين مقاله بطور خلاصه روي PET و FMRI و استفاده آنها جهت كشف تغييرات جريان خون موضعي مغز (rCBF) مي پردازد.
اساس فيزيولوژيك روش هاي SPECT و PET و FMRI

تغييرات مغز كه در تصاوير مشهورند با فعاليت گروهها و دسته هاي مختلف سيناپس ها در مغز هم خواني و مطابقت دارند. نياز به انرژيفعاليت هاي سيناپسي باعث افزايش جريان خون موضعي جهت عرضه گلوكز و اكسيژن بيشتر مي شود. تجارب متعددي ارتباط نزديك موجود بين ترشح سيناسي نوروترنسيمترذ، بازيافت، و مصرف گلوكز را اثبات كرده اند. يك قرن پيش، Ray و Sherrington نشان دادند كه جريان خون كامل مغز در طي فعاليت مغزي افزايش پيدا مي كند. امروزه حس گرهاي نوري مخصوص مي توانند ضريب انعكاس طول موج هاي مختلف نور را در گروههاي مختلف

سيناپسي در حين پاسخ به يك محرك كنترل نمايند. سيگنال هايي كه توسط اين روش تصويربرداري شناسايي مي شوند از فاصله حدود چند ميكروني فعاليت سيناپسي شروع شده و بهمين دليل مي توان براي آن حد و مرز آناتوميكي در محوطه و محدودة سيناپس تعريف كرد. افزايش جريان خون در ابتدا بسيار موضعي است اما در طي ۲ تا ۳ ثانيه در سطحي جد.د چندين ميلي متر گسترش مي يابد. روش هاي تصويربرداري نوري تطابق بين فعاليت سيناپسي و افزايش CBF، را نشان مي دهند.
فعاليت سيناپسي ناشي از اتفاقات حسي، حركتي و يا شناختي باعث افزايش در rC

BF مي شوند. اين افزايش متناسب با موارد قابل اندازه گيري و لمسي مانند قدرت حركتي، نيازهاي شناختي و نيز درك شدت و نيز درك شدت و نيز ميزان نامطبوع بودن تحريك دردناك است. افزايش rCBF در طي ۲ تا ۳ ثانيه پس از تحريك ايجاد مي شود. در اكثر بررسي هاي فعاليتي توسط PET، از مولكولهاي نشان داده شدة آب و يا دي اكسيد كربن استفاده شده و ميزان تجمع فعاليت راديويي در طي مدت زمان حدوداً يك دقيقه اي انجام اسكن، تخميني از برفيوژن موضعي مغز بدست مي دهد. اين ميزان در شرايط مختلف (مانند وجود يا عدم وجود درد) سنجيده و اطلاعاتي در رابطه با تغييرات مربوط به هدف و يا مختصل محرك در rCBF نشان دهد.موگلوبين بطور منطقه اي و در همان موضع تبديل به واكسي هموگلوبين مي شود. تفاوت موجود در سيگنالهاي رزونانس مغناطيسي اين دو نوع هموگلوبين امكان انجام FMRI را فراهم مي نمايد. دامنة سيگنال هاي فوق متناسب با rCBF است كه آن نيز به نوبه خود متناسب با فعاليت هاي عصبي است. از برتري هاي روش fMRI يكي اين كه احتياج به اشعه و يا تابش پرتوهاي يونيزان ندارد و مي توان آنرا بطور متناوب انجام داد. تفكيك فضايي روش fMRI از دو روش PET يا SPECT بالاترز است. از نكات منفي روش

fMRI اينكه هيچ وسيلة فلزي اي را نمي توان نزديك مگنت اصلي دستگاه قرار داد. چنين موادي در اكثر وسايل الكتريكي و تجهيزات ثبت اطلاعات يافت مي شوند. بهمين دليل ارفادي كه داراي پروتزهاي فلزي فرومگنت و يا مشابه آن هستند را نمي توان با اين روش مورد مطالعه قرارداد. از نكات ديگر اين كه تصوير fMRI از فعاليت مغز تحريك نشده و در حالت استراحت و نيز آناليز آماري پاسخ هاي كل مغز نسبت به روش PET كمتر تثبيت شده است. بعلاوه امكان انجام تحريكات دارويي برروي گيرنده ها و بررسي توزيع آنها توسط fMRI هنوز فراهم نشده است.

روش هاي بررسي كميتي راديواتوگرافيك روي جريان خون موضعي و برداشت موضعي گلوكز در حيوانات كه اخيراً ابداع شده اند امكان مقايسه بين مطالعات انساني و حيواني را امكان پذير ساخته اند. اين روش ها قدرت تفكيك فضايي در سطح بافتي دارند. در حال حاضر امكان انجالم چنين امري با fMRI وجود ندادر.
PRT و fMRI در رابطه با درد
بسياري از مناطق مختلف و مجزاي مغز در طي درد فعال هستند. با وجودي كه سالهاي زيايد چنين تصور مي شود مسيرها و مناطق مختلف مغز در پردازش اطلاعات مربوط به درك احساس ناخوشايند درد دخيل مي باشند. تفسير دقيق و كامل اولين مطالعات PET در رابطه با درك انسان از درد امكان پذير نبوده است. اين تصوير ابتدايي اولين ارتباط بين فعاليت مغز و درك درد را از نظر زماني بطور آني و از نظر فضايي بطور اختصاصي نشان مي داد. Talbot و همكاارنش كشف كردند كه در انسان درك درد بطور اختصاصي با فعاليت سيناپسي در كورتكس سوماتونسوري (S1 و S2) و كورتكس سينگوليت قدامي مرتبط است. مطالعات قبلي كهع اكثراً بر اساس جراحات الكتريكي بنا شده بوده اند همگي به علت عدم اطمينان از تاثير تحريك روي مناطق مجاور و يا مختلف مغز ناقص بودند.
مطالعات بعدي توسط PET و fMRI نشان داده اند كه در طي پروسة احساس درد شبكة مرتبطي از زيرمجموعه هاي مختلف در مغذ بطور مداوم فعال مي شوند. در تمام مطالعات انجام شده، فعاليت مربوط به درد غالباً در مناطق زير ديده مي شود: مغز مياني داخلي، تالاموس، هستة عدسي شكل، مخچه، و كورتكس هاي اينسولار ، پري فرونتال، پارميتال (شامل S1 و S2) و كورتكس سينگوليت قدامي بهمين دليل سيستم هاي سيمبليك، حسي، حركتي و ارتباط با هم تداخل مي كنند تا اجزاء مختلف تجربة درد و پاسخ مربوطه را منتقل نمايند.

تفاوت هاي مختلف موجود در ميزان و نوع تجربه و درك حس درد گروههاي مختلف در اثر تفاوت در ميزان فعاليت مغز آنهاست. ما در مطالعه اي به بررسي تفاوت هاي موجود در الگوي فضايي و نيز شدت تغيير در جريان خون موضعي مغز در اثر فعاليت سيناپسي در طي وارد كردن تحريكات مختلف (از نظر شدت و يا فرم) دردناك و غيردردناك حرارتي پرداختيم. نتيجه اين كه دو نوع مختلف درد

(تماس با حرارت و يا غوطةوري در آب سرد) كه از نظر الكگوي زماني، فعال شدن رشته هاي آوران، و خصوصيات كيفيتي و زماني مكاني درك شده متفاوت بوده و باعث افزايش مشابه ولي نه كاملاً برابر در جريان خون موضعي مغز مي شوند. ما پس از تحريك مناطق زير با محرك حرارتي ۵۰ درجه سانتي گراد افزايش قابل توجهي (نسبت با حرارت ۴۰ درجه) مشاهده كرديم: تالاموس و كورتكس

پيش حركتي بطور دو طرفه، در هسته عدسي شكل، كرتكس، سينگوليت قدامي، كورتكس پسش حركتي، اينسولا و كورتكس در طرف مقابل، و همچنين در قسمت مياني و پشتي مغز مياني و ورميسن. در كورتكس حسي حركتي طرف مقابل (M1/S1) پاسخ هايي نيز مشاهده شدند كه در زير آستانه اهميت آماري قرار مي گرفتند.

ما اين نتيجه را با نتايج حاصله از غوطه وري دردناك مدلوم دست چپ در آب خيلي سرد مقايسه كرديم (شكل ۱) تمام مناطق ۵ گانه اي كه با هر دو نوع تحريك گرم و سرد افزايش در جريان خون موضعي مغز نشان داده بودند با تحريك آب سرد و افزايش در جريان خون موضعي مغز بيشتري را نشان دادند.

هم پوشاني موجود در تويزع منطقه اي مناطق افزايش rCBF، بر اثر هر دو نوع تحريك وارد شدة موكد وجود يك الگوي خاصي در تغييرات جريان خون موضعي مغز در اثر تحريكات دردناك مي باشد.
بري بررسي بيشتر تفاوتهاي موجود در درك طبيعي درد، ما پاسخ هاي مغز را به تحريك الكتريكي داخل عضله و نيز مرز پوستي در مردان طبيعي سالم مقايسه كرديم. در اين مطالعه آزمايش

شنوندگان همگي هر دو نوع تحريك را نزديك به آستانة درد و نيز با شدتي تقريباً برابر درك كرده بودند. با وجودي كه در شدت پاسخ مناطق مختلف تفاتهايي وجود داشته است، هيچ گونه اختلاف مقابل اطميناني بين اين دو نوع تحريك دردناك يافت نشد. چنين هم پوشاني قابل توجهي در الگوهاي فعاليت مغذي مجدداً حاكي از اين است كه تفاوت هاي درك شده بين درد ناشي از تحريك پوستي يا درد عضلاني منعكس كننده تفاوت در الگوهاي زماني – مكاني و شدت فعاليت در مناطق مجاور و هم پوشان مختلف مغزي است.

مطالعات انجام شده روي نقش جنس در حس درد و يا فعاليت مغزي ناشي از آن مشابه بوده اند. تمام افراد بررسي شده، چه مرد و چه زن، تحريك ۴۵ درجه سانتي گراد و تحريك ۵۰ درجه را دردناك توصيف كرده اند. همچنين فعال شدن كورتكس پري فرونتال طرف مقابل، اينسولا و تالاموس بطور كامل در هر دو جنس هم پوشاني داشته است. با اين وجود، در زنان شدت تحريك دردناك ۵۰ درجه بيشتر از مردان گزارش شده است و در آنها ميزان فعال شدن مناطق مربوط به پاسخ به اين تحريك شديد تر بوده است.

توسط تجارب تصويربرداري مي توان فعاليت اختصاصي نواحي اي از مغز را كه توسط درد فعال مي شوند نشان داد. Rainvdle و همكاارنش از روش تلقين هينپوتيك جهت جداسازي حس درد ناشي از تحريك حرارتي از احساس شدت آن در افراد نرمال استفاده كرده اند.
حس ناخوشايند درد مطابق با شدت پاسخ rCBF در ناحيه قدامي دور (dasel) در ناح

يه كورتكس سينگوليت قدامي بوده است. در حالي كه جنبي ارتباط با كورتكس S1 Derbyshire و اخيراً Coghill و همكارانش از روش آناليز ارتباط جهت بررسي توزيع بين منطقه اي اطلاعات در رابطه با شدت درد حرارتي استفاده كرده اند. هر دو گروه به اين يافته رسيدند كه اطلاعات مربوط به درد بطور گسترده اي در بين اكثر اولي نه تمام، مناطقي كه در درد فعال مي شوند گسترش مي يابد. اين مناطق كه در مطالعة coghill شامل مخچه نيز مي شده اند از نظر فعاليتي بسيار متفاوت و متنوع هستند. در بررسي هاي fMRI كه جهت تفكيك احساس درد از انتظار و توقع درد انجام شده اند. Ploghaus و همكارانش نشان داده اند كه فعال شدن مناطق مشخصي از مغز هم خواني بيشتري با انتظار و توقع درد دارند تا درك درد.
الگوهاي متمايزي از فعاليت مغزي در طي دردهاي نوروباتيك بوجود مي آيند. مطالعات تصويربرداري در رابطه با درد ناشي از تخريب سيستم عصبي مركزي و محيطي هنوز در مراحل اوليه مي باشند. يكي از مشكلات مهم طيف گستردة بروز باليني درد نوروپاتيك است دجهت غلبه بر اين مشكل، برخي پژوهشگران با تزريق capsdicin داخل پوست افراد سالم باعث روز اكوديني لمس كه يك

علامت شايع در بين بيماران مبتلا به دردهاي نوروماتيك است. مطالعات مجزاي PET و fMRI برروي افراد سالم حاكي از فعال شدن اختصاصي كورتكس فرونتال در طي آلوديني تماسي در مقايسه با حس لمس عادي و يا درد در جريان در اثر capsaicin به تنهايي است با چنين نتايجي در بيماران با درد نوروپاتيك پيچيده تر مي باشند. Cesaro و همكارانش از SPECT براي مطالعه روي چهار بيمار دچار درد مركزي متعاقب سكته استفاده كردند. آنها به تحريك سمت غير نرمال در دو بيماري كه دچار هيپرپاتي بودند. افزايش فعاليت تالاموس را مشاهده نمومدند. Peyron و همكارانش نيز

گزارش كرده اند كه در طي آلئديني به سرما در بيماران دچار انفاركتوس جانبي بصل النخاع (سندروم Wallenberg) افزايش پاسخ دهي تالاموس طرف مقابل ديده مي شود. اين پژوهشگران همچنين افزايش وابسته به آلوديني در پاسخ دهي كورتكس هاي مغذي سوماتوستوري، پاريتال تحتاني و مياني پيش فرونتال را مشاهده كردند. بر خلاف اين در سه مطالعة تصويربرداري ديگر كاهش فعاليت تالاموس در بيماران دچار دردهاي نوروپاتيك مركزي و يا محيطي مزمن در غياب تحريك گزارش شده است.