อิทธิพลของระบบประสาทกลาง ของ ตัวรับความรู้สึกเจ็บปวด

เปลือกสมองกับความเจ็บปวด

คอร์เทกซ์หลัก ๆ ที่อาจได้รับข้อมูลจากโนซิเซ็ปเตอร์รวมทั้ง[40]

คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex) มีลานรับสัญญาณเล็กซึ่งเข้ากับพฤติกรรมที่ระบุความเจ็บปวดอย่างเฉพาะเจาะจงได้[28]) แต่อาจไม่มีส่วนในความเจ็บปวดแบบกำหนดที่อย่างเฉพาะเจาะจงไม่ได้ซึ่งมักพบในคนไข้
anterior cingulate cortex ตอบสนองอย่างเฉพาะเจาะจงกับตัวกระตุ้นโนซิเซ็ปเตอร์ เป็นส่วนของระบบลิมบิกที่เชื่อว่าแปลผลทางอารมณ์เกี่ยวกับความเจ็บปวด
insular cortex ตอบสนองอย่างเฉพาะเจาะจงกับตัวกระตุ้นโนซิเซ็ปเตอร์ ได้รับแอกซอนโดยตรงจากทาลามัสโดยเฉพาะจากส่วน medial nuclei และ VPM คอร์เทกซ์นี้มีหน้าที่ประมวลผลเกี่ยวกับภาวะต่าง ๆ ภายในร่างกาย และมีส่วนในการตอบสนองของระบบประสาทอิสระต่อความเจ็บปวด คนไข้ที่มีรอยโรคที่คอร์เทกซ์นี้ ปรากฏว่า จะไม่ทุกข์ร้อนต่อความเจ็บปวด (Pain asymbolia) ข้อมูลต่าง ๆ เช่นนี้แสดงนัยว่า คอร์เทกซ์นี้เป็นแหล่งรวบรวมประมวลข้อมูลเกี่ยวกับความเจ็บปวดทั้งในด้านประสาทสัมผัส อารมณ์ และประชาน

Gate control theory

นิวรอนในปีกหลังของไขสันหลังบางส่วนตอบสนองต่อตัวกระตุ้นอันตรายอย่างเฉพาะเจาะจง แต่ก็มีบางอย่างที่ตอบสนองต่อตัวกระตุ้นอันตรายด้วย ตัวกระตุ้นอย่างอื่นด้วย งานศึกษาปี 2508 ได้เสนอว่า การส่งข้อมูลจากตัวรับความรู้สึกอื่น ๆ อาจมีผลลดการส่งข้อมูลของโนซิเซ็ปเตอร์ นี่อธิบายเหตุการณ์ที่เมื่อตีค้อนลงที่นิ้ว การสะบัดมืออาจช่วยบรรเทาความเจ็บปวด เพราะข้อมูลที่ส่งไปจากตัวรับความรู้สึกอื่น ๆ จะระงับการส่งข้อมูลที่ทำให้เกิดความเจ็บปวด[41] คือความรู้สึกสัมผัสที่เป็นแรงกลและส่งไปตามแอกซอนขนาดใหญ่ (Aβ) สามารถยับยั้งการส่งข้อมูลของโนซิเซ็ปเตอร์ซึ่งส่งไปตามใยประสาท Aδ และ C[42]

ปรากฏการณ์นี้ต่อมาเรียกว่า Gate control theory ซึ่งใช้สร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า TENS (transcutaneous electrical nerve stimulation) ที่แปะอิเล็กโทรดกับส่วนร่างกายที่เจ็บ เพื่อกระตุ้นใยประสาทนำเข้าขนาดใหญ่ซึ่งช่วยระงับความเจ็บปวด[41]

วิถีประสาทควบคุมความเจ็บปวดจากสมอง

นอกจากมีวิถีประสาทที่ส่งสัญญาณนำเข้าจากโนซิเซ็ปเตอร์ไปยังสมอง ซึ่งในที่สุดทำให้รู้สึกเจ็บ ก็ยังมีวิถีประสาทที่ส่งสัญญาณนำออกมาจากสมอง ซึ่งสามารถปรับระดับสัญญาณที่ส่งจากโนซิเซ็ปเตอร์ คือ สมองอาจปล่อยฮอร์โมนหรือสารเคมีเฉพาะอย่าง ที่มีสมรรถภาพในการระงับความปวดและสามารถลดหรือห้ามความรู้สึกเจ็บปวดได้ เขตในสมองที่ปล่อยฮอร์โมนเหล่านี้รวมเขตไฮโปทาลามัส [43]

ปรากฏการณ์การส่งสัญญาณระงับความเจ็บปวด สามารถเห็นได้โดยกระตุ้นเขตเนื้อเทารอบท่อน้ำสมอง (periaqueductal grey[upper-alpha 7] ซึ่งได้รับแอกซอนที่ส่งมาจากไฮโปทาลามัส[44]) ในสมองส่วนกลาง ด้วยไฟฟ้า โดยเนื้อเทารอบท่อน้ำสมองก็จะส่งสัญญาณต่อ ๆ ไปในเขตสมองที่มีหน้าที่ควบคุมความรู้สึกเจ็บปวดอื่น ๆ เช่น nucleus raphes magnus (NPG) ของ rostroventral medulla[upper-alpha 8]ซึ่งก็ส่งสัญญาณยับยั้งอาศัยเซโรโทนินไปยังนิวรอนชั้น 1-2-5 ในปีกหลังของไขสันหลัง และปรับระดับของสัญญาณโนซิเซ็ปเตอร์ที่ส่งจากไขสันหลังผ่าน spinothalamic tract ไปยังทาลามัส ซึ่งมีผลเป็นการระงับความปวด[46]

นอกจากเนื้อเทารอบท่อน้ำสมองแล้ว นิวเคลียสในพอนส์และ medulla อื่น ๆ รวมทั้ง locus ceruleus ก็ยังส่งสัญญาณอาศัย noradrenaline ไปยับยั้งนิวรอนในชั้น 1 และ 5 ของปีกหลังของไขสันหลังทั้งโดยตรงและโดยอ้อมอีกด้วย[46][upper-alpha 8]

กลไกการทำงาน

มนุษย์รู้จักสารเข้าฝิ่น (โอปิออยด์) ว่าเป็นยาแก้ปวดที่มีฤทธิ์แรงเป็นพัน ๆ ปีแล้ว แต่พึ่งใน 2-3 ทศวรรษที่ผ่านมา จึงได้ความชัดเจนว่า ในเรื่องระงับความปวด สารเข้าฝิ่นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับวิถีประสาทนำออกจากสมองที่ควบคุมความเจ็บปวด เช่นที่เริ่มจากเนื้อเทารอบท่อน้ำสมองเป็นต้น มีการค้นพบทั้งหน่วยรับความรู้สึก (receptor) ของเซลล์ที่สารเข้าฝิ่นสามารถออกฤทธิ์ และสารเข้าฝิ่นอื่น ๆ ที่ร่างกายผลิตเอง หน่วยรับความรู้สึกรวมทั้งแบบ μ, δ, และ κ และสารเข้าฝิ่นที่ร่างกายผลิตรวมทั้งเอ็นดอร์ฟิน, เอ็นโดมอร์ฟีน, enkephalin, และ dynorphin[47] งานศึกษาต่าง ๆ ยังแสดงด้วยว่า ผลของมอร์ฟีน (ซึ่งเป็นสารเข้าฝิ่น) ต่อสมอง รวมการส่งสัญญาณยับยั้งจากสมองไปยังนิวรอนที่ไขสันหลัง และการฉีดมอร์ฟีนเข้าที่เนื้อเทารอบท่อน้ำสมอง หรือเขตอื่นที่ควบคุมความเจ็บปวดโดยเฉพาะ ๆ รวมไขสันหลัง ก็สามารถระงับความปวดได้ด้วย[44]

นิวรอนที่ผลิตเอ็นดอร์ฟิน (β-endorphin) อยู่ในไฮโปทาลามัสและส่งแอกซอนไปสุดที่เนื้อเทารอบท่อน้ำสมองและที่อื่น ๆ ส่วนนิวรอนที่มี enkephalin และ dynorphin ในตัวเซลล์และปลายแอกซอน จะพบใน rostroventral medulla ในก้านสมองและในชั้น 1-2 ของปีกหลังของไขสันหลัง [47][upper-alpha 9]โดยที่ปลายแอกซอนจะอยู่ใกล้กับไซแนปส์ระหว่างโนซิเซ็ปเตอร์กับ second order neuron (projection neuron) ที่ส่งสัญญาณต่อไปยังทาลามัส นอกจากนั้น หน่วยรับความรู้สึกทั้งแบบ δ และ κ ยังแสดงออกที่ปลายแอกซอนของโนซิเซ็ปเตอร์และที่เดนไดรต์ของ projection neuron ดังนั้น จึงชัดเจนว่า วิถีประสาทนำออกจากสมองที่มีหน้าที่ควบคุมความเจ็บปวดมีกลไกต่าง ๆ ในที่ที่สมควรเพื่อควบคุมการส่งสัญญาณของโนซิเซ็ปเตอร์ อันอำนวยโดยสารเข้าฝิ่นซึ่งออกฤทธิ์ที่หน่วยรับสารเข้าฝิ่นของนิวรอนต่าง ๆ ในวิถีประสาท[44]

กระบวนการระงับความปวดอื่น ๆ ส่วนกลาง

นอกจากผลระงับความปวดที่พบใน gate control theory และวิถีประสาทที่เริ่มจาก Periaqueductal grey แล้ว ยังอาจมีวิถีประสาทอื่น ๆ ที่ช่วยระงับควบคุมความปวด[42]

การยับยั้งความเจ็บเพราะเจ็บที่อื่น (Diffuse noxious inhibitory control, DNIC) เป็นการหยุดเจ็บในที่หนึ่งเพราะไปเจ็บอีกที่หนึ่งที่อยู่ห่าง ๆ ซึ่งอาจเป็นกลไกการทำงานของการฝังเข็มหรือการนวดหนัก ๆ[42] คือ นิวรอนแบบ wide dynamic range ในปีกหลังของไขสันหลังที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าในที่หนึ่ง อาจลดหรือหยุดการส่งสัญญาณเนื่องจากสิ่งเร้าอันตรายที่อยู่ห่าง ๆ อีกที่หนึ่ง[48]เป็นกระบวนการที่เชื่อว่าเริ่มต้นจากสมอง (medulla[37][49])และเชื่อว่ามีผลต่อทั้งนิวรอนแบบ wide dynamic range และนิวรอนที่ตอบสนองโดยเฉพาะต่อโนซิเซ็ปเตอร์ในปีกหลังของไขสันหลัง[50]แต่งานศึกษาที่ตรวจสอบความแตกต่างระหว่างเพศของ DNIC พบว่า ผลที่ได้จะไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับระเบียบวิธีการศึกษาและวิธีการวัด[51]

การยับยั้งความเจ็บปวดจากสมองสัมพันธ์กับความคาดหวัง (Expectancy-related cortical activation) คือความคาดหวังของบุคคล (เช่นที่พบในปรากฏการณ์ยาหลอก) สามารถมีอิทธิพลต่อระบบควบคุมความเจ็บปวดและให้ผลระงับความเจ็บปวดที่เป็นจริงและวัดได้ โดยมีวิถีประสาทเหมือนกับหรือคาบเกี่ยวกับวิถีประสาทควบคุมความเจ็บปวดจากสมอง [42]