用數(shù)學(xué)模型探索日常

用數(shù)學(xué)模型探索日常

就像新陳代謝和警覺(jué)性等過(guò)程表現(xiàn)出日常節(jié)律一樣，疼痛敏感性在一天中會(huì)發(fā)生變化。敏感度通常在半夜zui-高，在下午晚些時(shí)候zui-低。然而，對(duì)于患有神經(jīng)性疼痛的人來(lái)說(shuō)，這種節(jié)奏會(huì)被翻轉(zhuǎn)，他們會(huì)因?yàn)橥ǔ](méi)有疼痛的刺激而感到劇烈的疼痛。對(duì)于這些患者，zui-低的疼痛敏感性發(fā)生在夜間。

正常和神經(jīng)性疼痛節(jié)律的潛在機(jī)制尚不清楚。為了獲得新的見(jiàn)解，Crodelle及其同事建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，模擬疼痛如何從神經(jīng)傳遞到脊髓的背角，初處理疼痛。

一種新的計(jì)算模型成功地預(yù)測(cè)了每日疼痛敏感性節(jié)律如何影響疼痛處理，包括健康成人和神經(jīng)性疼痛患者。紐約大學(xué)的Jennifer Crodelle及其同事在PLOS計(jì)算生物學(xué)中介紹了這些發(fā)現(xiàn)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，他們的模型成功地再現(xiàn)了疼痛敏感性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并預(yù)測(cè)了這些結(jié)果如何受到時(shí)間的影響。例如，它可以預(yù)測(cè)疼痛抑制的時(shí)間效應(yīng)，這種現(xiàn)象可以讓人感覺(jué)到施加輕微壓力會(huì)減輕疼痛，例如抓住短腳趾。

該模型還提出了神經(jīng)病理性疼痛患者翻轉(zhuǎn)敏感性節(jié)律的潛在機(jī)制：神經(jīng)細(xì)胞之間突觸連接中從抑制到激發(fā)的變化。該發(fā)現(xiàn)指出了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究和潛在治療的目標(biāo)。

“我們的模擬結(jié)果提供了第-一步，了解疼痛敏感性的日常節(jié)律如何影響一天中的正常疼痛處理，以及日常節(jié)律如何有利于臨床環(huán)境中的疼痛管理策略，”Crodelle說(shuō)。“例如，可以在一天內(nèi)適當(dāng)?shù)味ㄖ雇此?，從而減少所需的藥物總量。”

潛在的后續(xù)步驟是納入可能影響每日疼痛敏感性節(jié)律的因素，例如睡眠剝奪和時(shí)差。該模型還可以幫助研究如何通過(guò)稱(chēng)為脊髓刺激的慢性疼痛治療來(lái)降低疼痛敏感性。