En este estudio, los autores informan por primera vez una novela-3D inmersiva y Interactivo Neuronavegación (3D-IIN) a través del impacto de un ataque de migraña dolor de cabeza espontánea en el sistema opioide μ del cerebro de un paciente in vivo.
Un creciente cuerpo de investigación, generado principalmente a partir de estudios basados en resonancia magnética, muestra que la migraña parece ocurrir, y posiblemente soportar, debido a la alteración de los procesos neuronales específicos en el sistema nervioso central. Sin embargo, se carece de información sobre el impacto molecular de estos cambios, sobre todo en el sistema opioide endógeno durante los dolores de cabeza por migraña y neuronavegación a través de estos cambios nunca se ha hecho. Este estudio tuvo como objetivo investigar, utilizando una novedosa inmersión en 3D y un enfoque interactivo neuronavegación (3D-IIN), la transmisión de la μ opioides endógenos en el cerebro durante un ataque de migraña en vivo. Esta es posiblemente una de las más céntricas neuromechanisms asociados con la regulación del dolor, que afecta a múltiples elementos de la experiencia del dolor y la analgesia. A 36 años de edad, que ha estado sufriendo de migraña durante 10 años, fue explorado en el dolor de cabeza típico (ictal) y nonheadache (interictal) fases de migraña utilizando Tomografía por Emisión RFAion de Positrones (PET) con el carfentanil radiotrazador selectiva [11 C], lo que nos permitió medir la disponibilidad del receptor μ-opioide en el cerebro (el potencial de unión no desplazable – μOR BP ND). El radiotrazador-vida corta fue producido por un aparato de síntesis del ciclotrón y química en el campus situado en las proximidades de la instalación de formación de imágenes. Ambos escáneres PET, interictal y ictal, se programaron durante mediados-finales de las fases foliculares separadas del ciclo menstrual de la paciente. Durante la sesión de PET ictal su espontánea ataque dolor de cabeza alcanzó niveles de intensidad severa; progresando a las náuseas y los vómitos en el final de la sesión de exploración. Hubo reducciones en μOR BP ND en las regiones de dolor-modulador del sistema-μ opioide endógeno durante la fase ictal, incluyendo la corteza cingular, núcleo accumbens (NACC), el tálamo (Thal), y la sustancia gris periacueductal (PAG); lo que indica que μORs ya estaban ocupadas por los opioides endógenos liberadosen respuesta al dolor en curso. Para nuestro conocimiento, esta es la primera vez que los cambios en μOR BP ND de un dolor de cabeza durante los ataques de migraña han sido neuronavigated utilizando un enfoque novedoso 3D. Este método permite a la investigación y la educación exploración interactiva de un ataque de migraña en neuroimagen conjunto de datos de un paciente real.
La migraña es un trastorno de dolor trigeminal crónica que afecta a casi el 16% de las mujeres y el 6% de los hombres en los Estados Unidos y en todo el mundo 1-3. Repetitivos ataques de dolor de cabeza de migraña tienen un impacto en una gran parte de la existencia del paciente, afectando la calidad de vida y el rendimiento, que cuestan miles de millones de dólares en el día de la escuela / trabajo perdidas y utilización de asistencia sanitaria 4. Durante los ataques de dolor de cabeza debilitantes, la padecen tienen una mayor sensibilidad marcada a los nocivos (hiperalgesia) e incluso estímulos nonnoxious (alodinia) 5.
El sistema neurotransmisor-μ de opioides es uno de los principales mecanismos moduladores endógenos dolor en nuestro cerebro. Está implicado en la regulación de la percepción experimental y clínica del dolor, así como en la acción analgésica de los opiáceos 6-9 que se han asociado con la cronificación de los ataques de migraña 10. Los recientes avances en tomografía de emisión Tomografía (PET) de imagen molecular permite el estudio de los mecanismos moleculares importantes en el cerebro de pacientes con dolor crónico in vivo 11. En este estudio, a pesar de la logística desafiantes de la sincronización de lo aleatorio y la naturaleza de los ataques episódicos con la complejidad de la configuración de la sesión PET / radiotrazador debilitante, neuronavegación 3D se utilizó por primera vez para investigar μOR disponibilidad en regiones clave de un paciente del dolor de matriz cerebro durante una migraña espontánea.
Presentación de Casos
A 36 años de edad, de sexo femenino asiático se inscribieron en el estudio. Se presentó con una historia de 10 años de la migraña con aura visual. Migrañas unilateral derecha se produjo un promedio de 12 días al mes, con moderada a severa intensidad del dolor que generalmente dura por 72 horas (si no tratada o tratada sin éxito). Hubo un aumento en la frecuencia de los ataques de dolor de cabeza alrededor de su ciclo menstrual, quetenido un patrón regular durante todo el estudio. Los síntomas asociados incluyen: náuseas, vómitos, fotofobia y fonofobia. Durante los ataques regulares de dolor de cabeza que no presentó síntomas autonómicos. Como tratamiento, ella estaba manejando sus síntomas con sólo terapia abortiva farmacológica, que se basaba en los fármacos antiinflamatorios no esteroides, y no había indicios de uso excesivo de medicamentos o el consumo de opiáceos. La exploración clínica durante la visita de selección sin complicaciones y sin alteraciones, y una revisión de los sistemas dentro de la normalidad. Era soltero y no tiene hijos, y no utilizaba medicación anticonceptiva.
En este caso clínico, los datos reales de neuroimagen migraña fue explorado por primera vez, en una realidad virtual en 3D totalmente envolvente, lo que demuestra una disminución en la disponibilidad del receptor μ-opioide (μOR BP ND). Las reducciones en μOR BP ND implican que hay una mayor ocupación y / o una pérdida de receptores μ-opioide en el sistema nervioso central. Reducciones agudas en μOR BP ND en regiones dolor de matriz durante la exploración ictal en comparación con la exploración interictal, se espera que se produzca como consecuencia de la liberación de opioides endógenos que interactúan con μORs como una respuesta regulatoria para el dolor en curso, por lo menos μORs accesible para el radiotrazador.
La novedad de nuestro estudio ictal neuroimagen migraña se encuentra en el nuevo enfoque neuronavegación 3D para investigar los datos reales del cerebro de un paciente en la realidad virtual. Tecnología de radiotrazador PET se utiliza para medir los cambios en μORsdisponibilidad con [11 C] carfentanil. Cuando se examinó durante el evento dolor de cabeza, el cerebro de los pacientes con migraña se escanean generalmente después de un ataque de disparo (p. ej., Nitroglicerina, fotoestimulación) 16,17, o bajo la exigencia técnica de un determinado estímulo evocado (por ejemplo., El dolor, el cepillo, la luz , y el olor) 18-20. Todos esos estudios corroboran el conocimiento de que el trastorno está asociado con la hiperexcitabilidad cortical y subcortical en la fase de dolor de cabeza. Sin embargo, una gran cantidad de estímulos en los protocolos de neuroimagen tales introduce múltiples factores que enturbian nuestra comprensión de la suela impacto de un ataque de migraña aguda en el sistema nervioso central. De los pocos estudios funcionales previos sin la presencia de la estimulación exógena, no hay indicios de un aumento del flujo cerebral regional en áreas como la corteza cingulada, el hipotálamo y el tronco cerebral 21, que puede persistir incluso después de la terapia aguda 22. Hasta ahora, Las tecnologías de neuroimagen aplicadas no han permitido la caracterización molecular de los procesos neurotransmisor / receptor involucrados en el ataque de migraña, como el mecanismo de μ opioides endógenos, uno de los más importantes recursos de analgésicos en el cerebro. Por otra parte, nuestro método permite que estos procesos pueden explorar mediante neuronavegación 3D en un entorno virtual.
El sistema modulador del dolor descendente es una compleja red que regula el procesamiento del dolor en gran medida a través de receptores μ-opioides en todo el cerebro, incluyendo la columna vertebral a las áreas supraespinales. Estas áreas se sabe que están implicados en la antinocicepción, analgesia inducida por estrés endógeno, y en la acción de los fármacos opioides usados comúnmente para el dolor crónico y el tratamiento de la migraña. De hecho, la vasodilatación neurogénica dural asociado con la migraña puede ser inhibida por la morfina y, posteriormente, revertido por la naloxona, un antagonista opioide, lo que indica que los efectos de la morfina sobre neurogénicainflamación está mediada específicamente a través de la activación de los receptores μ-opioides 23. Curiosamente, la magnitud de opioides / μORs activaciones regionales endógenas en los seres humanos se relaciona con la capacidad del individuo para suprimir elementos sensoriales y afectivos de la experiencia del dolor 24.
En nuestro estudio, las regiones del cerebro que mostraron reducciones en la disponibilidad del receptor μ-opioide durante la fase ictal son responsables de ambos elementos de la experiencia de la migraña y su modulación. Ellos son el ACC, el tálamo, los ganglios basales (por ejemplo., NACC), el hipocampo y el PAG. Además de la sensibilización debido al tráfico aferente del trigémino anormal, una hipótesis sólida para la fisiopatología de la migraña es la disfunción del sistema modulador. En este caso, las proyecciones desde / a las estructuras del tallo cerebral, tales como el PAG, donde hay una alta expresión de los receptores opioides, producirían de manera ineficiente su efecto anti-nociceptivo en ASCEnding neuronas sensoriales. Además, otras estructuras corticales superiores participan en este mecanismo dolor-modulador defectuoso en la migraña. Un estudio reciente en estado de reposo interictal informó cambios en la conectividad de los pacientes con migraña en comparación con los controles sanos en la PAG ventrolateral y la mayoría de los (sub) estructuras corticales en el sistema del dolor modulador y correlaciona estos con la frecuencia de los ataques de dolor de cabeza 13. Las regiones con cambios de conectividad encontrados en este estudio son los mismos que aquellos con cambios en μOR BP ND encontrado en nuestro propio estudio. La misma ubicación PAG fue reportado originalmente como abarcando neuroplasticidad microestructural en migrañosos 14, y aquí tuvieron una disminución considerable en μOR BP ND durante el ataque.
Otros estudios con cohortes más grandes son necesarios para confirmar y ampliar los resultados presentados en este informe de caso. Por ejemplo, actualmente se desconoce por qué el sistema no reacciona correctamentepara el uso a largo plazo de los opioides exógenos frecuentemente prescritos en las clínicas de la migraña. Sin embargo, nuestro estudio proporciona información importante mecanicista, sobre el impacto de la migraña en el sistema opioide μ, y utiliza una novela de inmersión en 3D y un enfoque interactivo neuronavegación (3D-IIN) por primera vez. En el futuro, este método 3D exploratoria podría proporcionar una perspectiva mucho más inmersiva e interactiva para examinar los cerebros de los pacientes en la investigación y la clínica.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado por las siguientes subvenciones (DaSilva AF): Instituto Nacional de Salud – Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares – K23 NS062946, el cerebro de Dana Fundación y Inmuno-Imaging Award, y el Premio Beca de Investigación de la Fundación de Investigación de la migraña. Los autores reconocen las PET Center Tecnólogos de Medicina Nuclear (Jill M. Rothley, Edward J. McKenna, Andrew R. Weeden, Paul Cisón, y Caitlin Hendricks) y el personal del Laboratorio de resonancia magnética funcional (Scott Peltier y Keith Newnham). Dr. Alexandre DaSilva, el investigador principal, tuvo pleno acceso a todos los datos en el estudio, y se responsabiliza de la integridad de los datos y la exactitud del análisis de datos. Los autores declaran no tener conflictos de interés relacionados con este estudio.