צוות מחקר בראשותו של קאנג בונג-קיון, מנהל המרכז לקוגניציה וחברתיות במכון למדע בסיסי (IBS), וקו היונג-גון, פרופסור במכללת הקיונג היי באוניברסיטת שיניים, חשפו את המנגנונים העצביים העומדים בבסיס עיבוד הכאב והגירוד בקורסיה הקינגסית (Cortex (ACC). מחקר זה מספק תובנות חדשות כיצד המוח מבדיל בין שתי חוויות חושיות מובחנות אלה.
כאב וגרד הם שתיהן תחושות לא נעימות, אך הם מעוררים תגובות שונות – צוחן לעתים קרובות מבקש נסיגה, ואילו גירוד מוביל לשריטה. עד כה מדענים נאבקו להבין כיצד המוח מעבד את התחושות הללו בנפרד, כאשר הם חולקים מסלולי עצבים חופפים מחוט השדרה למוח.
שני הגירויים מועברים מחוט השדרה לתלמוס וגזע המוח, ובסופו של דבר מגיעים ל- ACC. ה- ACC הוא אזור מוח מפתח המעורב בתפקודים שונים, החל מעיבוד חושי בסיסי לקוגניציה בסדר גודל גבוה יותר. עם זאת, הבנה מקיפה של האופן בו מספר מצומצם של נוירונים בתוך ה- ACC מבצעים פונקציות מגוונות כאלה חסרה. מחקר זה מספק תובנות מהותיות כיצד נוירונים ACC מעבדים באופן סלקטיבי כאב ומידע גירוד.
על ידי ניתוח דפוסי תגובה עצביים ב- ACC לכאב וגירויים מגרדים, צוות המחקר זיהה שתי אוכלוסיות עצביות מובחנות:
1. נוירונים לא סלקטיביים, המגיבים הן לכאב והן לגירויים מגרדים ללא הבחנה.
2. נוירונים ספציפיים לגירוי, שהופעלו באופן סלקטיבי על ידי כאב או גירויים מגרדים.
יתר על כן, בטכניקת ה- Dual-Egrasp-שיטת ניתוח סינפטי מתקדמת שפותחה על ידי צוות המחקר של קאנג (Science, 2018)-החוקרים גילו כי נוירונים ספציפיים לגירוי ב- ACC מקבלים תשומות סינפטיות מובחנות מהתלמוס המדיודורלי (MD). ממצא זה מצביע על כך שכאבים וגרד מעובדים על ידי אוכלוסיות עצביות עצמאיות בתוך ה- ACC, המקבלות תשומות סינפטיות מובחנות, ומספקות תובנות מהותיות על המנגנונים העצביים של כאב ועיבוד גירוד.
כדי לאשר עוד יותר את תפקידם של נוירונים אלה, הצוות השתמש בטכניקות כימוגנטיות כדי לבטל באופן סלקטיבי נוירונים ספציפיים לכאב או ספציפיים לגירוד. התוצאות הראו כי דיכוי נוירוני כאב הפחיתו את תפיסת הכאב מבלי להשפיע על גירוד, ולהיפך. תגלית זו מציעה כי נוירונים אלה ממלאים תפקיד ישיר בעיצוב האופן בו אנו חווים כאב וגרד.
מחקר זה מציג תגלית פורצת דרך כי תפקידם של נוירונים ACC בעיבוד כאב או גירוד מוגדר מראש. חשוב לציין כי המחקר מדגים כי נוירונים ספציפיים לכאבים וגרד ב- ACC משויכים באופן סינפטי עם נוירונים ספציפיים לגירוי ב- MD, ומקימים מעגלים עצביים עצמאיים לכאב ועיבוד גירוד. ממצאים אלה מאתגרים את ההנחה המקובלת כי כאבים ואותות גירוד עוקבים אחר מסלולי חופף ובמקום זאת מדגישים מנגנונים עצביים מובחנים עבור כל תחושה.
בהתחשב בכך שידוע כי ה- ACC מתווך את ההיבטים הרגישים של כאב וגרד, מחקר זה מציע כי אוכלוסיות עצביות נפרדות אחראיות לקידוד החוויה הסובייקטיבית של כאב וגרד. על סמך ממצאים אלה, צוות המחקר שואף לחקור עוד יותר את מנגנוני העיבוד החושיים המורכבים של המוח.
הסופר המקביל קאנג בונג-קיון הצהיר, "ה- ACC הוא אזור מוח חשוב לא רק לאחסון זיכרון, אלא גם לעיבוד רגשות בסדר גודל גבוה יותר כמו כאב וסכסוך. דרך מחקר זה, לקחנו צעד אחד קדימה בהבנת הזיכרון הרגשי ברמה הסינפטית."
הסופר והסופר הראשון של הסופר הראשון קו היונג-גון העיר, "העיר", "אני מעוניין במיוחד כיצד מעגלים עצביים כאבים וסלקטיביים אלה משתנים בתנאים פתולוגיים. להתקדם, אנו מתכננים להרחיב את המחקר שלנו כדי לחקור את האינטראקציות בין מעגלים אלה"
מחקר זה פורסם בכתב העת Nature Communications.
