本研究では、著者らは、 生体内での患者の脳のμ-オピオイド系における自発的な片頭痛発作の影響を通じて、初めて小説3D-没入&インタラクティブニューロ(3D-IIN)を報告。
MRIベースの研究から主に生成された研究の成長体は、片頭痛の原因は、中枢神経系内の特定の神経プロセスの変更に、発生し、場合によっては耐えなければ表示されていることを示しています。しかし、情報は、片頭痛の間、特に内因性オピオイドシステム上で、これらの変化の分子の影響に欠けており、これらの変更を通じてニューロが行われたことがない。小説3D没入型と対話型ニューロ(3D-IIN)アプローチ、in vivoでの片頭痛発作中の脳における内因性μ-オピオイド伝送を使用して、調査することを目的とした。これは痛みの経験と鎮痛の複数の要素に影響を与え、間違いなく痛みの調節に関連する最も中心neuromechanismsの一つです。 10年前から片頭痛に悩まされています36歳の女性は、典型的な頭痛(発作)および陽電子Emissを使用してnonheadache(発作)片頭痛の段階に分けてスキャンした私たちは、脳( – μORBP ND非変位結合能)にμ-オピオイド受容体の可用性を測定することができ、選択的放射性トレーサー[11 C]フェンタニルとイオン断層撮影法(PET)。短寿命の放射性トレーサーは、撮像施設に近接して配置キャンパスのサイクロトロンおよび化学合成装置により製造した。両方のPETスキャン、発作と発作は、患者の月経周期の個別の半ばから後半の卵胞の段階で予定されていた。発作PETセッション中に彼女の自発的な頭痛発作、重度の強度レベルに達した。スキャンセッションの終了時に吐き気や嘔吐に進む。帯状皮質、側坐核(NACC)、視床(サール)、および水道周囲灰白質(PAG)を含む発作期の間、内因性μ-オピオイド系の痛み調節領域のμORBPのダコタの減少がありました; μORsがすでにリリースされ内因性オピオイドによって占有されたことを示す継続的な痛みに応じて。我々の知る限りでは、これは、新規の3Dアプローチを使用してneuronavigatedされた片頭痛発作時にμORBP を購入して変化するのは初めてだ。この方法は、実際の患者の神経画像データセットの片頭痛発作の対話的な研究·教育の探査が可能になります。
片頭痛は、女性の約16%、米国では男性の6%に影響を与え、世界的に1-3慢性三叉疼痛性障害である。反復的な片頭痛発作は逃した学校/作業日およ び医療の利用率4で数十億ドルの原価計算、寿命と性能の質を損なうこと、患者の存在の大 部分に影響を与えます。衰弱頭痛発作時には、その患者は有害(痛覚過敏)への著しい増大した感度を持っているとさえnonnoxious刺激(異痛症)5。
μ-オピオイド神経伝達物質系は、私たちの脳における主要な内因性の痛みの調節メカニズムの1つです。これは、実験的および臨床的疼痛知覚の調節に関与するだけでなく、片頭痛発作10の慢性化に関連していたオピオイド薬6-9の鎮痛作用である。陽電子放射トモの最近の進歩グラフィー(PET)分子イメージングは、 生体 11 の慢性疼痛患者の脳における重要な分子メカニズムの研究を可能にします。本研究では、偶然を同期およびPET /放射性トレーサーのセッションのセットアップの複雑さとエピソードの攻撃の性質を衰弱させるの挑戦的な物流にもかかわらず、3次元ニューロは、患者のの主要な痛みマトリクス領域においてμORの可用性を調査するために初めて使用された自発的な片頭痛時の脳。
症例提示
36歳のアジア系の女性は、試験に登録されました。彼女は視覚的な前兆を伴う片頭痛の10年の歴史を提示。右側片頭痛は、通常72時間(未処理または失敗した治療の場合)のために持続させる激しい痛みの強さに穏健派で、月あたり12日の平均を発生しました。彼女の月経周期、周りの頭痛発作の頻度の増加は認められている研究を通して規則的なパターンを持っていた。関連する症状が含まれる:吐き気、嘔吐、羞明、および音声恐怖症を。定期的な頭痛発作の間に彼女はどんな自律神経症状を示さなかった。治療として、彼女は、非ステロイド性抗炎症薬に基づいていた唯一の薬理学的な失敗に終わった治療、彼女の症状を管理していたし、薬物乱用またはオピオイド摂取の兆候はなかった。スクリーニング来院時の臨床検査は、平凡と異常がなかった、とシステムの見直しは、正常範囲内であった。彼女は子を持たないシングルで、避妊薬を使用していませんでした。
この場合、報告書では、実際の片頭痛の神経画像データは、μ-オピオイド受容体の可用性(μORBP ND)の減少を示し、完全没入型バーチャル3D現実に、初めて調査した。 μORBP ダコタの減少は、より高い占有率および/ または中枢神経系におけるμ-オピオイド受容体の損失があることを示唆している。発作スキャンと比較して、発作時スキャン中に痛みマトリックス領域のμORBP ダコタにおける急性減少は、より少ないμORsを作り、継続的な痛みに対する規制の応答としてμORsと対話する内因性オピオイドの放出の結果として起こることが予想される放射性トレーサーにアクセス可能。
私たちの発作片頭痛神経画像研究の新規性は、仮想現実の中で患者の実際の脳のデータを調査するために新しい3Dニューロ·アプローチにある。 PET放射性トレーサー技術はμORsの変化を測定するために使用された[11 C]フェンタニルと可用性。頭痛イベント中に検討すると、片頭痛患者の脳は通常攻撃のトリガー( 例えば 、ニトログリセリン、光刺激)16,17次のスキャンされたり、特定の技術的な需要の下での刺激( 例えば 、痛み、ブラシ、光を誘発、および臭気)18〜20。すべてのこれらの研究は、障害が頭痛フェーズの間に皮質と皮質下の過剰興奮に関連しているという知識を裏付ける。しかし、神経画像プロトコルにおける刺激のような過剰は、中枢神経系に急性片頭痛発作の唯一のインパクトの理解を曇らせる複数の要因が導入されています。外因性の刺激が存在しないいくつかの以前の機能の研究から、このような場合でも、急性治療22後も持続することができ帯状皮質、視床下部、脳幹21、などの分野で増加した局所脳フローの表示があります。これまで、適用される神経画像技術は、内因性μ-オピオイドメカニズム、脳の中で最も重要な鎮痛資源の一つとして、片頭痛発作に関与する神経伝達物質/受容過程の分子特性のために許可されていません。また、私たちの方法は、これらのプロセスは、仮想環境での3Dニューロを使用して調べることができました。
下行性疼痛調節システムは、上記脊髄領域への脊髄を含む脳全体で、μ-オピオイド受容体を介して大幅に痛みの処理を制御する複雑なネットワークである。これらの領域は、内因性の抗侵害受容、ストレス誘発鎮痛に関与することが知られており、オピオイド薬物の作用に一般に慢性疼痛および片頭痛の治療のために使用される。実際には、片頭痛に関連する神経原性硬膜血管拡張は、モルヒネによって阻害することができ、その後、オピオイド拮抗薬ナロキソンで反転、神経上のモルヒネの作用を示す炎症は、μ-オピオイド受容体23の活性化を介して、具体的に媒介される。興味深いことに、ヒトにおいて内因性オピオイド/μORs地域活性化の大きさは、痛みの経験24の感覚と感情の要素を抑制するために、個々の能力に関連しています。
我々の研究では、発作段階の間に、μ-オピオイド受容体の可用性の低下を示した脳領域は、片頭痛の経験とその変調の両方の要素を担当している。彼らは、ACC、視床、基底核( 例えば 。、NACC)、海馬、およびPAGである。異常三叉神経求心トラフィックへの感作に加えて、片頭痛の病態生理のための1固体の仮説は、調節系の機能不全である。この場合には、/からのそのようなオピオイド受容体の高い発現が存在するPAGとして脳幹構造体への投影は、非効率的にASCEでそれらの抗侵害受容効果を生じるであろう感覚ニューロンをnding。さらに、他の高次脳の構造は、片頭痛は、この障害のある痛み調節メカニズムに参加しています。最近の発作安静状態の研究では、腹のPAGにおける健常対照に対する片頭痛患者の接続の変更や調節痛みのシステム(サブ)のほとんどの皮質の構造を報告し、頭痛発作13の周波数と、これらの相関を示した。本研究で見いだされた接続の変更を有する領域は、我々自身の研究で見いだされたμORBP ダコタの変化にしたものと同じである。同じPAGの場所は、もともと片頭痛患者14に微細構造の神経可塑性を包含するものとして報告され、ここで攻撃中にμORBP を購入するにはかなりの減少を有していた。
大きな集団とのさらなる研究は、この症例報告で提示調査結果を確認し、拡張する必要があります。システムが適切に応答しない理由、例えば、現在不明であるしばしば片頭痛クリニックに規定する外因性オピオイドの長期使用に関する。それにもかかわらず、我々の研究は、μ-オピオイド系における片頭痛の影響で、重要な機械論的な情報を提供し、新たな没入型3Dと初めて対話型のニューロ(3D-IIN)アプローチを使用しています。将来的には、この探索的な3D方式は、研究と診療所での患者の脳を調べるためのはるかに没入し、インタラクティブな視点を提供することができます。
The authors have nothing to disclose.
– 神経疾患研究所およびストローク – K23 NS062946、ダナ財団の脳と免疫イメージング賞、および片頭痛研究財団研究助成賞国立衛生研究所:この作品は、以下の補助金(ダシルバAF)によってサポートされていました。著者らは、PETセンター核医学技師(ジル·M·ザロ、エドワード·J·マッケナ、アンドリュー·R·ウィーデン、ポールKison、そしてケイトリンヘンドリックス)と機能的MRI研究所(スコット·ペルティエとキースニューナム)の人員を認める。博士アレクサンドルダシルバ、主任研究者は、研究のすべてのデータへのフルアクセスを持っていたし、データの整合性とデータ解析の正確性に責任を取る。著者らは、この研究に関連する利害の衝突を宣言していません。