El dolor crónico se puede medir objetivamente usando señales cerebrales: nueva investigación

Usando un implante cerebral que puede registrar señales neuronales durante muchos meses, mi equipo de investigación y yo haber descubierto biomarcadores objetivos de la gravedad del dolor crónico en cuatro pacientes con dolor crónico en su vida diaria.

El dolor es una de las experiencias subjetivas más importantes y básicas que una persona puede tener. Si bien hay mucha evidencia de que la percepción del dolor tiene lugar en el cerebro, también existe una gran brecha de conocimiento sobre dónde y cómo se procesan las señales de dolor en el cerebro. Aunque el dolor es universal, no ha habido una forma de medir objetivamente su intensidad.

La mayoría de los estudios previos sobre las señales cerebrales responsables del dolor se han basado en experimentos de laboratorio en ambientes artificiales. Hasta ahora, la mayoría de las investigaciones sobre el dolor crónico han utilizado medidas indirectas de la actividad cerebral, como resonancia magnética funcional o electroencefalografía. Además, aunque los médicos reconocen ampliamente que el dolor crónico no es solo una extensión del dolor agudo, como golpearse un dedo del pie, aún se desconoce cómo se relacionan entre sí los circuitos cerebrales detrás del dolor agudo y crónico.

Nuestro estudio fue parte de un ensayo clínico más grande dirigido a desarrollar una nueva terapia de estimulación cerebral para tratar el dolor crónico severo. Mi equipo implantó quirúrgicamente electrodos en el cerebro de cuatro pacientes con dolor posterior al accidente cerebrovascular y dolor del miembro fantasma registrar señales neuronales en sus corteza orbitofrontalun área del cerebro asociada con la planificación y la expectativa, y corteza cinguladaun área asociada con la emoción.

Preguntamos a los pacientes sobre los niveles de intensidad del dolor varias veces al día durante un máximo de seis meses. Luego construimos modelos de aprendizaje automático para tratar de hacer coincidir y predecir las puntuaciones de intensidad del dolor autoinformadas de cada paciente con instantáneas de sus señales de actividad cerebral. Estas señales cerebrales consistían en ondas eléctricas que podían descomponerse en diferentes frecuencias, de forma similar a como un el acorde musical se puede descomponer en sonidos individuales de diferentes tonos. A partir de estos modelos, encontramos que bajas frecuencias en la corteza orbitofrontal se correspondía con cada una de las intensidades de dolor subjetivo de los pacientes, proporcionando una medida objetiva del dolor crónico. Cuanto mayor sea el cambio en la actividad de baja frecuencia que medimos, más probable es que el paciente experimente un dolor intenso.

A continuación, queríamos comparar la relación entre el dolor crónico y el dolor agudo. Examinamos cómo el cerebro respondió al dolor intenso a corto plazo causado por la aplicación de calor en el cuerpo de los pacientes. Según los datos de dos participantes, encontramos que la corteza cingulada anterior estaba más involucrada en procesamiento del dolor agudo que el dolor crónico. Este experimento proporciona la primera evidencia directa de que el dolor crónico involucra áreas de procesamiento de información del cerebro distintas de las involucradas en el dolor agudo.

El dolor crónico, definido como dolor que dura más de tres meses, afecta hasta 1 de cada 5 personas en los EE. UU. En 2019, la incidencia de dolor crónico fue más frecuente que la de diabetes, hipertensión arterial o depresión.

El dolor neuropático resultante del daño al sistema nervioso, como un accidente cerebrovascular y el dolor del miembro fantasma, a menudo no responde a los tratamientos disponibles y puede afectar significativamente la función física y emocional y la calidad de vida. Una mejor comprensión de cómo medir la actividad cerebral para rastrear el dolor podría mejorar el diagnóstico de las condiciones de dolor crónico y ayudar a desarrollar nuevos tratamientos como estimulación cerebral profunda.

Aunque nuestro estudio proporciona una prueba de concepto de que las señales de regiones específicas del cerebro pueden servir como una medida objetiva del dolor crónico, es más probable que las señales de dolor sean distribuidos en una amplia red cerebral.

Todavía no sabemos qué otras regiones del cerebro pueden albergar señales de dolor importantes que pueden reflejar con mayor precisión el dolor subjetivo. Tampoco está claro si las señales que encontramos se aplicarían a pacientes con otras afecciones dolorosas.

Esperamos utilizar estos biomarcadores neurales recién descubiertos para desarrollar una estimulación cerebral personalizada como una forma de tratar los trastornos de dolor crónico. Este enfoque implica la incorporación de señales en algoritmos personalizados que controlarían el momento y la ubicación de la estimulación cerebral bajo demanda, de forma similar a cómo funciona un termostato.

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