集束超音波は痛みを管理する新しい方法を提供できるでしょうか? – 物理世界

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-caption="非外科的鎮痛剤 ウィン・レゴン氏（左）、アンドリュー・ストローマン氏らは、低強度集束超音波が脳の奥深くまで浸透し、痛みと、その結果生じるストレスに対する体の反応の両方を和らげることができることを初めて実証した。 (提供: Clayton Metz/バージニア工科大学)>

痛みの軽減は通常、パラセタモールや抗炎症薬などの市販の鎮痛剤を使用して行われます。より重度の痛みにはオピオイドが必要になる場合がありますが、これには副作用があり、依存症につながる可能性があります。バージニア工科大学の研究者らは、薬物をまったく使用せず、代わりに集束超音波で脳の特定のポイントを標的とする、別の疼痛管理アプローチを研究している。

島皮質は、痛みの知覚に関連する脳の領域です。しかし、大脳皮質の襞の奥深くに位置しているため、アクセスするのが困難です。超音波ビームが小さなスポットに収束される低強度焦点超音波（LIFU）は、高い空間分解能で非侵襲的にそのような深部構造をターゲットにする方法を提供する可能性があります。

二重盲検臨床研究では、 ウィン・レゴン  VTC のフラリン生物医学研究所研究チームは、LIFUを使用して非外科的に神経活動を変化させることで、痛みの知覚と、心拍数の変化などの痛みを伴う刺激に対する体の反応の両方を軽減できるかどうかを検討した。

「LIFU は、さまざまな深さに焦点を合わせる機能と組み合わせた、高い空間特異性を提供します」と Legon 氏は説明します。 「したがって、これにより、標的とするのが難しいいくつかの脳領域へのアクセスが手術なしで可能になります。また、すべてのデバイスベースのオプションと同様に、中毒性がないという利点もあります。」

Legonらは、接触熱誘発電位（CHEP）法を使用して痛みの処理を評価し、23人の健康なボランティアを研究した。 CHEP は、中程度の痛みと判断されるレベル (XNUMX から XNUMX の痛みの反応スケールで約 XNUMX) までの短時間の熱刺激を手に与えることによって機能します。熱刺激により CHEP 波形が生成され、頭皮上の脳波 (EEG) 電極を介して測定できます。

各参加者は 40 つのセッションに参加し、最初のセッションは解剖学的 MRI および CT スキャンとベースライン アンケートで構成されました。他の 300 つのセッションでは、ボランティアは、前島 (AI) または後島 (PI) への LIFU の送達 (1 秒)、または不活性偽曝露中に XNUMX 回の CHEP 刺激 (各 XNUMX ミリ秒) を受けました。

研究者らは、従来のゲルでヘッドに結合された超音波トランスデューサーを使用して、ミリメートルの分解能で集束超音波を送信しました。彼らはまた、各個人の MRI スキャンを使用して設計されたカスタム カップリング パックを採用し、焦点を島のターゲット上に正確に配置しました。

雑誌で報告された研究の主な目的 痛み各CHEPセッション中の参加者による評価に従って、AIまたはPIへのLIFUが痛みを抑制できるかどうかを判断することでした。研究者らはまた、心電図検査（ECG）を使用して、LIFUが心拍数と心拍数変動にどのような影響を与えるかを調べ、CHEP波形に対するLIFUの影響を評価しました。

研究チームは、AI と PI の両方に対する LIFU が痛みの評価を低下させることを発見しました。各被験者の 40 の CHEP 刺激に対する反応を平均すると、AI、PI、および偽曝露の平均疼痛評価はそれぞれ 3.03±1.42、2.77±1.28、および 3.39±1.09 となりました。 PI と偽刺激の間で観察された差は統計的に有意でしたが、AI と偽刺激、または AI と PI の間の差は統計的に有意ではありませんでした。

Legon 氏は、痛みのスケールにおける約 4 分の 3 ポイントの減少は非常に小さいように思えるかもしれないが、これが完全なポイントに達すると臨床的に意味のあるものになると述べています。 「生活の質に大きな違いをもたらす可能性があり、処方オピオイドの代わりに市販薬で慢性疼痛を管理できるようになる可能性があります」と彼はプレス声明で説明している。

CHEP 波形の LIFU の影響を評価するために、研究者らは、EEG の最初の大きな負の偏向 (N1) から最初の大きな正の偏向 (P1) までのピークツーピーク振幅を測定しました。ピークツーピーク振幅は、AI、PI、および偽曝露の場合、それぞれ 23.35±11.58、22.90±12.35、および 27.79±10.78 mV でした。分析の結果、偽と AI、および偽と PI の間には有意な差があることが明らかになりましたが、AI と PI の間には差がありませんでした。

研究チームは、集束超音波を AI または PI に提供すると、CHEP トレースに異なる形で影響を与えることを観察しました。 PI への LIFU は初期の EEG 振幅に影響を与えましたが、AI への LIFU は後の EEG 振幅に影響を及ぼしました。これは、PI と AI の変調が異なる物理的影響を引き起こすことを意味します。

レゴンは語る 物理学の世界 この研究以前には、島皮質のさまざまな領域がどのように痛みの経験に寄与しているのか、あるいは侵害受容（痛みに関連した）情報がどのようにある領域から別の領域に伝えられるのかを非外科的に調査することは不可能でした。ただし、LIFU のミリメートル分解能により、近接した領域をターゲットにして特定の効果を探すことができます。

「これまでの侵襲的深部電極記録では、侵害受容情報がPIからAIに空間と時間で中継されることが実証されていました」と彼は言う。 「私たちの結果はこれを非侵襲的に再現したものであり、これは重要な発見です。」

LIFU は、CHEP 刺激中の参加者の平均心拍数に影響を与えませんでした。ただし、研究者らは、偽の場合と AI の場合との間で心拍数の変動に大きな違いがあることを確認しました。 AI への LIFU により心拍数の変動が増加し、全体的な健康状態の改善につながります。

研究チームは現在、潜在的な疼痛治療法として、さまざまな脳領域へのLIFUの送達を検討している。 「どのような投与量が適切なのか、またどのような特定のパラメーターが臨床的に意味のある結果につながるのかはまだわかりません」とレゴン氏は説明する。 「したがって、私たちは慢性疼痛集団における疼痛緩和のためのLIFUの試験を開始しています。私たちは不安や依存症などの他の臨床症状に対するLIFUの有用性も調査しています。」

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
• プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/