Dr Max Ortiz Catalan z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers zaproponował nową teorię fantomowego bólu kończyny – stochastyczne splątanie (ang. stochastic entanglement).

Kora czuciowa i ruchowa – bóle fantomowe

Fantomowy ból kończyn to słabo poznany fenomen, w przypadku którego ludzie, którzy stracili kończynę, doświadczają silnego bólu zlokalizowanego w brakującej ręce/nodze. Niekiedy zjawisko to znacząco pogarsza jakość życia pacjenta. Niestety, obecne teorie nie wyjaśniają ustaleń klinicznych i nie zapewniają odpowiednich podstaw do badań i leczenia.

Max Ortiz Catalan uważa, że po amputacji obwód neuronalny powiązany z brakującą kończyną traci swoją funkcję i staje się podatny na splątanie z innymi sieciami neuronalnymi – w tym przypadku z siecią odpowiedzialną za postrzeganie bólu.

Neurony nigdy nie są całkowicie wyciszone/bezczynne. Gdy nie przetwarzają konkretnego zadania, mogą się wyładowywać losowo. Niekiedy skutkuje to zbieżnym wyładowywaniem neuronów z sieci czuciowo-ruchowej i sieci percepcji bólu, co daje wrażenie bólu w pewnej części ciała.

Zwykle sporadyczne synchroniczne wyładowywanie nie byłoby wielkim problemem, bo stanowi ono część szumu tła i się nie wybija. Jednak u pacjentów z brakującą kończyną może się uwypuklać, bo w tym samym czasie nie dzieje się nic innego. To może skutkować zaskakującym i silnie emocjonalnym doświadczeniem – bólem w nieistniejącej części ciała. Takie niezwykłe wrażenie wzmacnia niepożądane połączenie nerwowe […] i pomaga je utrwalić.

Zgodnie z prawem Donalda Hebba – neurony, które wyładowują się razem, łączą się ze sobą – neurony z sieci czuciowo-ruchowej i bólowej zostają splątane, dając fantomowy ból kończyny. Co istotne, nowa teoria wyjaśnia też, czemu nie wszyscy ludzie po amputacji cierpią z powodu tej dolegliwości. Losowość (stochastyczność) oznacza, że nie u wszystkich występuje jednoczesne wyładowywanie i łączenie.

W publikacji z pisma Frontiers in Neurology Max Ortiz Catalan ocenia, jak nowa teoria mogłaby wyjaśnić skuteczność opracowanej wcześniej przez niego metody – fantomowego wykonania ruchowego (ang. Phantom Motor Execution, PME). W trakcie PME do kikuta kończyny przymocowuje się elektrody, które wychwytują sygnały przeznaczone dla brakującej kończyny. W czasie rzeczywistym algorytmy przekładają je na ruchy wirtualnej kończyny. Pacjenci widzą na ekranie siebie z cyfrowo odtworzoną kończyną. Mogą ją kontrolować jak własną. Dzięki temu da się stymulować i reaktywować uśpione obszary mózgu.

Pacjenci mogą zacząć ponownie używać obszarów mózgu, które [po amputacji] stały się nieczynne. Wykorzystanie tych obwodów pomaga osłabić i wyeliminować splątanie z sieciami bólowymi. To rodzaj odwrotnego prawa Hebba. W grę wchodzą też działania prewencyjne, by w pierwszym rzędzie w ogóle nie dopuścić do splątania.

Wcześniej wykazano, że PME pomaga pacjentom, w przypadku których inne metody zawiodły. Zrozumienie mechanizmu leżącego u podłoża tej skuteczności pozwoli na właściwe i jak najskuteczniejsze stosowanie PME.