University of Colorado Boulder

Por Lisa Marshall

Una investigación de la Universidad de Colorado Boulder ha identificado un circuito neuronal en una región poco estudiada del cerebro que desempeña un papel crucial en la transición del dolor temporal al dolor crónico. El estudio, publicado en la revista Journal of Neuroscience, reveló que silenciar esta vía, conocida como la corteza granular insular caudal (CGIC), puede prevenir o detener el dolor crónico.

“Nuestro trabajo utilizó una variedad de métodos de vanguardia para definir el circuito cerebral específico crucial para decidir si el dolor se vuelve crónico y para transmitir esa instrucción a la médula espinal”, explicó Linda Watkins, profesora distinguida de neurociencia del comportamiento en la Facultad de Artes y Ciencias. “Si se silencia este decisor clave, el dolor crónico no ocurre. Si ya está presente, el dolor crónico desaparece.”

El estudio se produce en un momento que Jayson Ball, el primer autor, describe como una “fiebre del oro en neurociencia”.

Gracias a nuevas herramientas que permiten la manipulación genética de poblaciones específicas de células cerebrales, los neurocientíficos ahora pueden identificar, con una granularidad sin precedentes, posibles objetivos para nuevas terapias. Estas terapias, que incluyen infusiones o interfaces cerebro-máquina, podrían algún día proporcionar alternativas más seguras y eficaces a los opioides.

“Este estudio añade una importante hoja al árbol del conocimiento sobre el dolor crónico”, afirmó Ball, quien obtuvo su doctorado en el laboratorio de Watkins en mayo y ahora trabaja para Neuralink, una empresa con sede en California que desarrolla interfaces cerebro-máquina para la salud humana.

Cuando el tacto duele

Aproximadamente una de cada cuatro personas adultas sufre dolor crónico, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, y casi una de cada diez personas afirma que el dolor crónico interfiere con su vida diaria y su trabajo.

Las personas con dolor relacionado con los nervios a menudo sufren una condición llamada alodinia, una sensibilidad extrema en la que incluso un tacto ligero duele.

El dolor agudo y el dolor crónico funcionan de manera diferente. El dolor agudo sirve como una señal de advertencia temporal, que se inicia cuando un tejido lesionado –como un dedo del pie golpeado– envía una señal a la médula espinal y luego al centro del dolor del cerebro. El dolor crónico es más como una falsa alarma, en la que las señales de dolor persisten en el cerebro durante semanas, meses o años después de que la lesión tisular inicial haya sanado.

“Por qué y cómo el dolor no se resuelve, dejándote con dolor crónico, es una pregunta importante que aún está en busca de respuestas”, dijo Watkins.

En 2011, el laboratorio de Watkins publicó un estudio que sugería que la CGIC –un cúmulo de células del tamaño de un terrón de azúcar escondido en los pliegues de una porción del cerebro humano llamada la ínsula– desempeña un papel importante en la alodinia. Los estudios en humanos también han demostrado que los pacientes con dolor crónico tienen una CGIC hiperactiva.

Pero durante mucho tiempo, la única forma de manipular la CGIC era eliminarla, un enfoque poco práctico para los tratamientos humanos.

Para el nuevo estudio, el equipo utilizó nuevas proteínas fluorescentes para observar qué células del sistema nervioso central se iluminan cuando una rata sufre una lesión del nervio ciático. Luego, el equipo utilizó herramientas “quemogenéticas” de vanguardia para activar o desactivar genes dentro de poblaciones específicas de neuronas.

Los investigadores descubrieron que, si bien la CGIC desempeña un papel mínimo en el procesamiento del dolor agudo, desempeña un papel vital en la persistencia del dolor.

Según el estudio, la CGIC señala el centro de procesamiento del dolor del cerebro, o corteza somatosensorial, que a su vez le dice a la médula espinal que continúe con el dolor.

“Encontramos que activar esta vía excita la parte de la médula espinal que transmite el tacto y el dolor al cerebro, haciendo que el tacto ahora se perciba como dolor también”, dijo Ball.

Desactivando el circuito del dolor crónico

Cuando el equipo desactivó las células dentro de esta vía inmediatamente después de la lesión, el dolor de la rata por la lesión fue de corta duración. En animales que ya experimentaban alodinia crónica, desactivar esta vía hizo que el dolor cesara.

“Nuestra investigación presenta un caso claro de que las vías cerebrales específicas pueden ser dirigidas directamente para modular el dolor sensorial”, dijo Ball.

Todavía no está claro qué impulsa a la CGIC a comenzar a enviar señales de dolor crónico. Y se necesita más investigación antes de que estas lecciones aprendidas puedan aplicarse para ayudar a los humanos.

Pero Ball imagina un futuro no muy lejano en el que los profesionales médicos traten el dolor con inyecciones o infusiones que se dirijan a células cerebrales específicas sin los efectos secundarios sistémicos y el riesgo de dependencia que conllevan los opioides. También cree que las interfaces cerebro-máquina, ya sea implantadas en el cráneo o adheridas a él, podrían desempeñar un papel similar en el tratamiento del dolor crónico severo.

“Ahora que tenemos acceso a herramientas que nos permiten manipular el cerebro, no basándonos solo en una región general, sino en subpoblaciones específicas de células, la búsqueda de nuevos tratamientos avanza mucho más rápido”, dijo.