Sứ mệnh xoa dịu cơn đau mãn tính

Lúc đó, đó chỉ là một ý tưởng điên rồ, rằng thay vì chỉ gây mất ý thức, thuốc gây mê có thể làm điều gì đó với não bộ để thực sự tắt đi cảm giác đau.

Khoảng 50 triệu người Mỹ đang chịu đựng đau mãn tính, tình trạng ảnh hưởng đến cuộc sống thường nhật, các mối quan hệ xã hội và khả năng làm việc của họ, theo MIT News. Giáo sư MIT Fan Wang muốn phát triển những phương pháp mới giúp giảm bớt cơn đau ấy, thông qua việc nghiên cứu và có thể điều chỉnh các cơ chế kiểm soát cơn đau vốn có trong não bộ.

Nghiên cứu gần đây của bà đã xác định được một công tắc tắt cơn đau, nằm trong hạch hạnh nhân của não. Bà hy vọng rằng việc tìm ra cách kiểm soát công tắc này có thể mở đường cho những phương pháp điều trị mới cho chứng đau mãn tính.

Đau mãn tính là một vấn đề xã hội nghiêm trọng – Wang chia sẻ. Bằng cách nghiên cứu các nơron ức chế đau trong hạch hạnh nhân trung tâm của não, tôi hy vọng sẽ tạo ra một phương pháp điều trị mới để giảm đau.

Chống nghiện và thuốc giảm đau

Wang, người gia nhập giảng viên MIT từ tháng 1 năm 2021, cũng đang dẫn đầu một sáng kiến mới tại Viện nghiên cứu não McGovern, nơi đang nghiên cứu về nghiện chất, với mục tiêu phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho chứng nghiện.

Đơn thuốc opioid cho đau mãn tính là nguyên nhân chính dẫn đến đại dịch opioid. Với đại dịch Covid, tôi nghĩ tình trạng nghiện và số ca quá liều đang ngày càng tệ hơn. Mọi người lo âu hơn, và họ tìm đến thuốc để làm dịu cơn đau tâm lý đó – Wang nói. Là nhà khoa học, đó là trách nhiệm của chúng tôi để đối mặt với vấn đề này.

Wang, lớn lên ở Bắc Kinh, mô tả bản thân là một đứa trẻ mọt sách yêu thích sách và toán học. Khi học trung học, bà tham gia các cuộc thi khoa học, sau đó học ngành sinh học tại Đại học Thanh Hoa. Năm 1993, bà đến Hoa Kỳ để bắt đầu chương trình tiến sĩ tại Đại học Columbia. Tại đây, bà nghiên cứu về các mô hình kết nối của các nơron thụ thể khứu giác trong phòng thí nghiệm của Richard Axel, người sau này giành giải Nobel nhờ phát hiện ra các thụ thể mùi và cách hệ thống khứu giác được tổ chức.

Sau khi hoàn thành bằng tiến sĩ, Wang quyết định chuyển hướng. Khi làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học California ở San Francisco và sau đó là Đại học Stanford, bà bắt đầu nghiên cứu cách não bộ cảm nhận xúc giác.

Năm 2003, Wang gia nhập giảng viên Trường Y Đại học Duke. Tại đây, bà bắt đầu phát triển các kỹ thuật để nghiên cứu các mạch thần kinh nền tảng của xúc giác, theo dõi các mạch truyền thông tin cảm giác từ râu chuột đến não. Bà cũng nghiên cứu cách não bộ tích hợp chuyển động của các cơ quan xúc giác với tín hiệu kích thích cảm giác để tạo ra tri giác (chẳng hạn như sử dụng các chuyển động kéo giãn để cảm nhận độ đàn hồi).

Khi tiếp tục nghiên cứu về cảm giác, Wang dần quan tâm đến việc nghiên cứu nhận thức đau, nhưng bà nhận thấy mình cần phát triển những kỹ thuật mới để tiếp cận chủ đề này. Khi còn ở Duke, bà đã phát minh ra một kỹ thuật có tên là CANE (capturing activated neural ensembles), cho phép xác định các mạng lưới nơron được kích hoạt bởi một kích thích cụ thể.

Ý tưởng về công tắc tắt đau

Khi áp dụng kỹ thuật này lên chuột, bà xác định được các nơron hoạt động khi bị đau, nhưng quá nhiều vùng trong não được kích hoạt khiến thông tin thu được không thật sự hữu ích. Nhằm tiếp cận gián tiếp cách mà não kiểm soát cơn đau, bà quyết định sử dụng CANE để khảo sát tác động của các loại thuốc gây mê toàn thân. Trong gây mê toàn thân, thuốc khiến bệnh nhân mất ý thức, nhưng Wang đặt giả thuyết rằng những loại thuốc này có thể cũng tắt đi cảm giác đau.

Lúc đó, đó chỉ là một ý tưởng điên rồ – Wang nhớ lại. Tôi nghĩ có thể có những cơ chế khác – rằng thay vì chỉ gây mất ý thức, thuốc gây mê có thể tác động đến não bộ để thực sự tắt cảm giác đau.

Bằng chứng cho sự tồn tại của một công tắc tắt đau đến từ việc quan sát các binh lính bị thương trên chiến trường vẫn có thể tiếp tục chiến đấu, gần như không cảm nhận được đau đớn dù bị thương nặng.

Trong một nghiên cứu trên chuột được điều trị bằng thuốc gây mê, Wang phát hiện ra rằng não thực sự có loại công tắc này, nằm ở một vị trí bất ngờ: hạch hạnh nhân – vùng liên quan đến điều hòa cảm xúc. Bà chứng minh được rằng cụm nơron này có thể tắt cảm giác đau khi được kích hoạt, và khi bị ức chế, chuột trở nên cực kỳ nhạy cảm với những kích thích nhẹ nhàng.

Có một mức hoạt động cơ bản khiến con vật cảm thấy bình thường, và khi bạn kích hoạt những nơron này, chúng sẽ cảm thấy ít đau hơn. Khi bạn làm chúng im lặng, chúng sẽ cảm thấy đau hơn – Wang cho biết.

Xoa dịu cảm giác đau

Phát hiện đó, được Wang công bố vào năm 2020, đặt ra khả năng có thể điều chỉnh công tắc này ở người để điều trị đau mãn tính. Đây là một mục tiêu dài hạn của Wang, nhưng bà cho biết vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu để đạt được điều đó. Hiện tại, phòng thí nghiệm của bà đang phân tích các mẫu biểu hiện RNA của những nơron trong cụm mà bà đã xác định. Họ cũng đang đo hoạt động điện của các nơron và cách chúng tương tác với các nơron khác trong não, với hy vọng xác định được các mạch có thể điều chỉnh nhằm giảm cảm nhận đau.

Một phương pháp điều chỉnh các mạch này có thể là kích thích não sâu, tức cấy điện cực vào một số vùng nhất định của não. Siêu âm hội tụ – một phương pháp còn đang ở giai đoạn phát triển sớm và không cần phẫu thuật – có thể là một giải pháp ít xâm lấn hơn.

Một cách tiếp cận khác mà Wang muốn khám phá là kết hợp kích thích não với các ngữ cảnh như nhìn vào một ứng dụng trên điện thoại thông minh. Kiểu kết hợp này có thể giúp huấn luyện não tự tắt cảm giác đau khi dùng ứng dụng, mà không cần đến kích thích ban đầu (kích thích não sâu hoặc siêu âm).

Có thể bạn không cần phải liên tục kích thích não. Có thể bạn chỉ cần kích hoạt lại nó bằng một ngữ cảnh – Wang nói. Sau một thời gian bạn có thể cần được kích thích lại, hoặc tái điều kiện hóa, nhưng ít nhất bạn sẽ có một khoảng thời gian dài hơn không cần đến bệnh viện để được kích thích, và bạn chỉ cần dùng đến ngữ cảnh.

Hiểu và kiểm soát cơn thèm thuốc

Wang, người bị thu hút bởi MIT một phần vì môi trường khuyến khích hợp tác liên ngành, hiện đang làm việc với một số thành viên khác của Viện McGovern, những người đang tiếp cận từ các góc độ khác nhau để cố gắng hiểu cách não tạo ra trạng thái thèm thuốc trong chứng nghiện, bao gồm cả nghiện opioid.

Chúng tôi sẽ tập trung vào việc cố gắng hiểu trạng thái thèm thuốc này: nó được tạo ra trong não như thế nào, và làm sao chúng tôi có thể xóa đi dấu vết đó trong não, hoặc ít nhất là kiểm soát nó. Khi đó, bạn có thể điều biến thần kinh theo thời gian thực, ví dụ, để cho người bệnh một cơ hội lấy lại quyền kiểm soát của mình – bà nói.