fbpx
Søg
Close this search box.

Nerver, smerte og bevidsthed

Forfattere

Mark Baron, Anne Minert, Shai-lee Yatziv, Marshall Devor

Vi oplever alle smerte på et eller andet tidspunkt. Smerte er en vigtig “alarmklokke”, der fortæller os, at noget er galt, og en “lærer”, der minder os om ikke at gøre det samme igen. Normalt føles smerte, når en stimulus, såsom et klem eller en skade, får elektriske impulser til at løbe langs et af kablerne af nervefibre i vores krop og ind i hjernen, hvor de genererer en ubehagelig sensorisk og følelsesmæssig oplevelse. Nogle gange opstår smerte uden nogen egentlig stimulus, f.eks. når nervefibrene er blevet beskadiget. Et eksempel er den fantomsmerte, som amputerede nogle gange føler i deres manglende lem. Visse lægemidler kan stoppe smerten ved at blokere de elektriske impulser, før de når hjernen. Andre lægemidler stopper smerten på en anden måde, nemlig ved at forhindre hjernen i at aflæse det smertebudskab, som de elektriske impulser bærer med sig. Denne artikel forklarer, hvad der sker i kroppen, når vi bliver såret, hvordan hjernen får det til at føles som smerte, og hvordan visse lægemidler kan stoppe smerte.

Smerte gør ondt!

Er du nogensinde faldet af cyklen og har skrabet dit knæ? Det var sikkert ret smertefuldt i starten, og måske græd du endda. Men i løbet af en dag eller to holdt dit knæ sikkert op med at gøre ondt. Du har måske også slået din albue (“funny bone”) på kanten af et bord. Hvis du gjorde det, følte du sandsynligvis en helt anden slags smerte, stærk, skarp og lidt som et elektrisk stød, men uden hudskader eller blødninger. Denne anden form for smerte forsvandt sandsynligvis i løbet af få minutter. Hvordan får en skramme på knæet eller et slag på albuen følelsen af smerte til at starte, og hvad stopper smerten til sidst? Hvorfor føles disse forskellige typer af smerte så forskellige? Hvor føltes smerten egentlig, i dit knæ eller i din hjerne? Og hvorfor får smerte os nogle gange til at græde?

Dine knæ og albuer er forbundet til din hjerne med nerver

Da du faldt af cyklen og slog dit knæ, blev der genereret et signal i knæet, som blev sendt til din hjerne (figur 1). Sådanne signaler transporteres i form af elektriske impulser der løber langs nerver inde i din krop. Nerver er lange, hvide bundter, som internetkabler, der indeholder et stort antal individuelle nervefibre. Hver nervefiber er en forlængelse af en individuel nervecelle, (eller neuron). Smertebeskeden begynder i den skadede del af knæet, hvor huden blev skrabet. Elektriske impulser genereres i specialiserede forgreninger for enden af hver nervefiber, og derfra bevæger de sig op langs nerven mod hjernen. Enderne af nogle nervefibre genererer elektriske impulser, når huden berøres let. Andre laver impulser, når de udsættes for varme, kulde eller stærke kræfter, som når dit knæ skraber mod jorden. Når de sensoriske signaler, der genereres i dit knæ, når din hjerne, skabes der en fornemmelse af berøring, varme, kulde eller smerte. Hvilken fornemmelse, du føler, afhænger af, hvilke typer nervefibre der genererede de elektriske impulser, og hvor præcist signalerne endte i hjernen. Da du faldt af cyklen og skrabede dit knæ, blev mange nervefibre, der reagerer på stærke kræfter, aktiveret, og de ankom til en del af din hjerne, der er specialiseret i smertefornemmelse. Det er derfor, det resulterende sensoriske signal fik dig til at føle smerten ved at skrabe.

Figur 1: Når du falder af cyklen og skraber dit knæ, får stærke kræfter og revet hud enderne af nervefibrene i huden (gule grene i den røde sky) til at generere en strøm af elektriske impulser (røde pile). Det sensoriske signal, der bæres af disse impulser, bevæger sig langs nerverne i dit ben, op ad din rygmarv og ind i de dele af hjernen, der er ansvarlige for at skabe de oplevelser af berøring, temperatur og (måske) smerte, som du føler i din krop (blå), og specifikt i dit knæ (rød). Dette signal aktiverer også yderligere hjerneområder, der forårsager lidelse, sorg og tårer.

Da du slog din albue, blev forskellige nervefibre aktiveret. Det, der skete, var, at en hel nerve kom i klemme mellem bordkanten og knoglen i albuen. Det beskadigede nogle af nervefibrene i nerven og aktiverede dem kortvarigt. Der blev skabt elektriske impulser på én gang i mange forskellige typer sensoriske nervefibre, ikke kun den slags, der er følsomme over for hudafskrabning. Den eneste anden gang, det sker, er, når man får et elektrisk stød. Det er derfor, at den fornemmelse, du fik, da du slog din albue, sandsynligvis føltes som et elektrisk stød.

Smerte sidder i hjernen

Hjernen er kroppens “kommandocentral”. Det er her, alle fornemmelser opleves, ikke i knæet eller i albuen. Det ved vi blandt andet fra amputerede, som har mistet et ben eller en arm på grund af en skade eller en sygdom. Amputerede fortsætter næsten altid med at føle deres manglende lem, som om lemmet stadig var der. Dette fantomlem fornemmelsen kan være prikkende, elektrisk stødlignende, brændende eller stikkende. Hvor kommer de elektriske impulser fra, når selve lemmet faktisk mangler? Nogle forskere mener, at de stammer fra hjernen, ligesom de impulser, der forårsager drømme. Vi mener, at de stammer fra skadede nerver i de resterende dele af lemmet (figur 2). Det er lidt ligesom at slå albuen, bortset fra at skaden er meget mere alvorlig, og de elektriske impulser og smerterne varer ofte resten af livet for den amputerede [1].

Figur 2: Mennesker, der mangler et ben eller en arm på grund af skade eller sygdom, føler næsten altid lemmerne, som om de stadig var der. Det såkaldte “fantomlem” kan føles, som om der kravler myrer på det, eller fornemmelserne kan ligne elektriske stød, brændende eller stikkende fornemmelser. Hvad forårsager disse unormale fornemmelser? Forskere mener, at disse fornemmelser opstår, fordi nerveceller i hjernens berørings-, temperatur- og smerteområder (blå), især de områder, der er relateret til det manglende lem, foden på denne tegning, bliver aktive. Hjerneaktiviteten er sandsynligvis drevet af elektriske impulser, der kommer fra den resterende del af den skadede nerve, som stadig er til stede i benstumpen, der stadig er fastgjort til kroppen. Andre sanseoplevelser skabes i andre dele af hjernen (syn-grønt, hørelse-orange).

Der er også mange andre måder, hvorpå vi ved, at sansning sker i hjernen. Ved nogle kirurgiske indgreb åbner man for eksempel patientens kranium og blotlægger hjernen. Når kirurgen giver elektriske impulser direkte til hjernen, siger patienten, at han føler ting, afhængigt af hvor hjernen blev stimuleret. Når den bageste del af hjernen stimuleres, kan patienten f.eks. se lys, selv når øjnene er lukkede (figur 2). Stimulering af siden af hjernen får patienten til at høre lyde, nogle gange genkendelige melodier! Og stimulering af den øverste del af hjernen frembringer prikken i foden, armen eller ansigtet, lidt ligesom fornemmelsen af fantomlemmer. Vi ved endnu ikke med sikkerhed, hvor smertefornemmelsen skabes.

Utroligt nok skaber elektrisk aktivitet i andre områder af hjernen følelser som vrede, tristhed og kærlighed [2]. Grunden til, at du måske græd, da du skrabede dit knæ, er, at ud over at aktivere smerteområder i hjernen, aktiverede de elektriske impulser, der kom fra dit knæ, også de dele af din hjerne, der genererer følelser, hvilket skabte en følelse af ulykke og frigav tårer fra dine øjne (figur 3). Hjernen er også der, hvor motivationer som sult, tørst og lyst til ting opstår. Og vigtigst af alt er det hjernen, der giver os følelsen af, at vi eksisterer, at vi er bevidste og ikke befinder os i en dyb drømmeløs søvn.

Figur 3: Følelser af tristhed og frygt, og tilstande som vågenhed, søvn og anæstesi styres af andre specifikke dele af hjernen. Det samme gælder for motivationer som lyst til at spise (sult). De videnskabelige navne på disse hjerneområder er angivet på tegningen. MPTA (grøn) er et område dybt inde i hjernen, som på grund af sine forbindelser tilsyneladende kan tænde og slukke for bevidste oplevelser: fornemmelser, følelser, lyst, hukommelse og bevægelse.

Sluk og tænd for smerte og bevidsthed

Hvis de elektriske nerveimpulser, der rapporterede til din hjerne, at du skrabede dit knæ, var blevet blokeret undervejs, ville du ikke have følt smerten. Du har sikkert oplevet sådanne blokeringer. Nogle gange, når man sidder i lang tid med benene over kors, “falder det ene ben i søvn”. Hvis man så kniber foden sammen, mærker man næsten ingenting. Der findes også medicin, som blokerer elektriske impulser fra at løbe langs nerverne. For at forhindre smerter, når der bores i en tand, sprøjter tandlægen normalt et lægemiddel af denne type ind i en nerve i din kæbe. Det forhindrer smertesignaler fra tanden i at nå hjernen og blive følt. Kvinder, der skal føde, får ofte indsprøjtet det samme stof for at mindske smerterne ved fødslen. Lægemidler, der blokerer nerveimpulser fra at nå hjernen, kaldes lokalbedøvelse forskellige stoffer, kaldet generelle anæstetika, de stopper ikke kun smerte, men får også følelser, motivation og endda bevidsthed til at forsvinde helt. De får “dig” inde i dit hoved til at forsvinde for en tid. Disse stoffer sætter dig i en tilstand af intethed, som mange mennesker mener, må være ligesom at være død. Men generelle bedøvelsesmidler forårsager ikke døden. Den bedøvede hjerne fortsætter med at kontrollere vejrtrækning, blodtryk og de mange andre vigtige opgaver, der holder os i live. Generelle bedøvelsesmidler er meget nyttige, fordi de giver lægerne mulighed for at udføre kirurgiske indgreb, uden at patienten føler smerte. Normalt varer operationerne ikke længe. Men den dødslignende tilstand, der fremkaldes af en generel anæstesi, kan opretholdes i uger eller måneder, hvis stoffet gives gentagne gange. Folk føler ikke, at tiden går, når de er under generel anæstesi. Hvis du spørger, vil personen sandsynligvis sige, at han sov i et par minutter, ikke et par måneder [3].

Hvordan slukkes der for bevidsthed og smerte?

Tænk på et fjernsyn: Man kan tænde og slukke for lyden, uden at det påvirker billedet. Er det sådan, at bedøvelsesmidler kun slukker for nogle funktioner i hjernen og ikke for andre? Når bedøvelsesmidler inhaleres eller sprøjtes ind i en vene, når de alle dele af hjernen, men måske gør de kun deres arbejde i nogle dele. Med dette spørgsmål i tankerne udførte vores laboratorium eksperimenter for at finde ud af, hvor i hjernen bedøvelsesmidler virker. Det krævede en stor indsats, men efter at have udforsket hele hjernen fandt vi et sted i hjernen, som var specielt. Indsprøjtning af en lille mængde bedøvelsesmiddel her fik rotter og mus til at holde op med at reagere på normalt smertefulde knib i foden eller halen. Injektioner andre steder i hjernen havde ikke denne effekt [4]. Vi kaldte denne særlige placering i hjernen for mesopontine tegmental anesthesia area eller kort sagt MPTA. Vi fandt også ud af, at ødelæggelse af MPTA fik dyr til at miste deres normale følsomhed over for bedøvelsesmidler [5]. Sammen får disse resultater os til at tro, at MPTA måske fungerer som en kontakt. Når nerveceller i MPTA aktiveres af bedøvelsesmidler, sender de elektriske signaler langs nervefibre i hjernen, som midlertidigt slukker for smerte, bevidsthed og nogle andre ting, uden at slukke for vejrtrækning, blodgennemstrømning og andre vigtige funktioner, som holder os i live.

Midlertidigt tab af det bevidste “mig” uden tab af andre vigtige hjernefunktioner forekommer også under dyb søvn, når folk besvimer og efter visse typer af hovedskader (hjernerystelse). Vi ruller alle rundt i sengen, mens vi sover, men vores ubevidste sovende hjerne ved præcis, hvor sengekanten er. Bortset fra babyer og nogle patienter falder vi næsten aldrig ud af sengen og ned på gulvet. Et særligt dramatisk eksempel på fortsat hjerneaktivitet under bevidstløshed er “sleep-walking”. En person kan stå ud af sengen, gå ud i køkkenet for at lave en sandwich og derefter gå i seng igen, alt imens vedkommende sover. Vores forskning tyder på, at MPTA kan være relateret til søvn, besvimelse og hjernerystelse, såvel som til anæstesi.

Hvad bliver det næste?

Studerende i vores laboratorium forsøger nu at identificere de specifikke neuroner i MPTA-regionen, der er ansvarlige for hjernens reaktion på bedøvelsesmidler, og at finde ud af, hvorfor bedøvelsesmidler ophidser dem. Vi forsøger også at finde ud af, hvilke områder i hjernen disse særlige nerveceller er forbundet med, som gør det muligt for dem at kontrollere så mange af de ting, der gør os til mennesker: glæde, smerte, lidelse, kærlighed, had, frygt, sult og så mange andre ting. Hvem ved, måske vil dette arbejde en dag vise, hvordan man kan bringe en patient ud af koma forårsaget af hjerneskade, eller hvordan man kan slukke en persons smerte helt uden at gøre ham eller hende bevidstløs. Det ultimative håb er dog, at eksperimenter af denne art kan kaste lys over den største hemmelighed af alle: hvordan oplevelsen af at være bevidst, af at være “mig”, overhovedet genereres af hjernen. I dag har forskerne ingen idé om, hvordan elektriske impulser, der cirkulerer i hjernen, skaber fornemmelser, følelser, motivation og bevidsthed. Det er et af de største mysterier i hele videnskaben. Men én ting står klart: Disse ting sker i vores hjerne. En dag vil nogen finde ud af det. Måske bliver det dig!

Ordliste

Elektrisk impuls: Et signal, der bæres af nervefibre, som overfører information i hjernen og mellem kroppen og hjernen ved hjælp af korte impulser af elektrisk strøm.

Nerve: Et bundt nervefibre, der består af mange individuelle nervefibre fra mange forskellige nerveceller, og som leder elektriske impulser over lange afstande, for eksempel hele vejen fra benet til hjernen.

Nervefiber: En lang, tynd, trådlignende forlængelse af en individuel nervecelle, der leder elektriske impulser mellem nerveceller i hjernen, fra hjernen til kroppen og fra kroppen til hjernen.

Nervecelle: En celletype, også kaldet en neuron, som udgør en stor del af hjernen og forbinder hjernen med resten af kroppen. Nerveceller kommunikerer ved hjælp af elektriske impulser.

Phantom Limb: Den fornemmelse, som nogle gange er smertefuld, som en person, der har mistet et lem, normalt en arm eller et ben, føler. Fornemmelsen føles, som om den kommer fra det manglende lem.

Lokalbedøvelse: En type lægemiddel, der forhindrer nervecellernes dannelse af elektriske impulser og blokerer nervefibrenes evne til at lede elektriske impulser, der allerede er dannet.

Generel anæstesi: En anden type lægemiddel, der virker i hjernen for at eliminere følelse (herunder smerte), de fleste typer bevægelse, hukommelsesdannelse og bevidsthed.

Mesopontine Tegmental Anesthesia Area (forkortet MPTA): Et lille område med nerveceller, der ligger i en primitiv del af hjernen kaldet hjernestammen. Generelle anæstetika rettet mod MPTA forårsager tab af smertefornemmelse og bevidsthedstab.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.

[1] Vaso, A., Adahan, H. M., Gjika, A., Zahaj, S., Zhurda, T., Vyshka, G. og Devor, M. 2014. Perifere nervesystemers oprindelse af fantomsmerter. Pain. 155:1384-91. doi: 10.1016/j.pain.2014.04.018

[2] Leknes, S., og Tracey, I. 2008. En fælles neurobiologi for smerte og nydelse. Nat Rev Neurosci. 9:314-20. doi: 10.1038/nrn2333

[3] Kelz, M. B., Garcia, P. S., Mashour, G. A. og Solt, K. 2019. Flugt fra glemsel: neurale mekanismer for fremkomst fra generel anæstesi. Anesth. Analg. 128:726-36. doi: 10.1213/ANE.0000000000004006

[4] Minert, A., Yatziv, S.-L., og Devor, M. 2017. Placering af de mesopontine neuroner, der er ansvarlige for vedligeholdelse af anæstetisk tab af bevidsthed. J. Neurosci. 37:9320-31. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0544-17.2017

[5] Minert, A., og Devor, M. 2016. Hjernestamknudepunkt for tab af bevidsthed på grund af GABAA-receptoraktive anæstetika. Exp. neurol. 275 (Pt. 1):38-45. doi: 10.1016/j.expneurol.2015.10.001

Baron M, Minert A, Yatziv Sl og Devor M (2022) Nerver, smerte og bevidsthed. Forsiden. Young Minds. 10:744643. doi: 10.3389/frym.2022.744643
Idan Segev
Indsendt: 20. juli 2021; Accepteret: 22. februar 2022; Offentliggjort online: 31. marts 2022.
Copyright © 2022 Baron, Minert, Yatziv og Devor
Finansiering
Dette arbejde blev støttet af Fund for Research on Anesthesia ved Hebrew University of Jerusalem og Hebrew University’s Seymour and Cecile Alpert Chair in Pain Research (til MD). MB og S-lY er modtagere af Dr. Willem Been Legacy Fellowship.

Læs videre

Vores fantastiske hjerner giver os mulighed for at gøre utrolige ting, men alligevel er de stadig mystiske på mange måder. Forskere har opdaget nogle situationer, hvor hjernen kan “narres”, og denne indsigt i hjernens indre arbejde har ført til nogle spændende nye teknologier, herunder virtual reality (VR). Ud over sin velkendte rolle inden for spil og underholdning har VR nogle fantastiske anvendelsesmuligheder inden for medicin. VR kan hjælpe patienter med at håndtere smerter, og det kan også hjælpe kirurger med at øve delikate procedurer og vejlede dem under operationer. Andre fremskridt kaldet hjerne-maskine-grænseflader kan lytte til hjernens snak og oversætte tanker til kommandoer til computere eller endda robotlemmer, hvilket i høj grad kan forbedre livet for mennesker med visse handicap. I denne artikel vil vi forklare, hvordan forskere bruger resultater fra banebrydende hjerneforskning til at producere spændende nye teknologier, der kan helbrede eller endda forbedre hjernens funktioner.

Dette studie undersøger, hvordan opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD) påvirker gravide kvinder med fokus på, hvad det betyder for deres helbred. Forskningen er rettet mod unge og teenagere og hjælper med at forklare komplekse videnskabelige ideer på en måde, der er let at forstå. Den starter med at forklare, hvad ADHD er: en almindelig tilstand, der begynder i barndommen og kan fortsætte ind i voksenalderen. Derefter ser forskningen på de specifikke problemer, som kvinder med ADHD kan have, når de er gravide, f.eks. en højere risiko for depression, angst og komplikationer under graviditeten. Ved at undersøge detaljerede sundhedsjournaler fra mange forskellige kilder og sammenligne erfaringerne fra gravide kvinder med og uden ADHD finder undersøgelsen, at kvinder med ADHD er mere tilbøjelige til at få alvorlige helbredsproblemer, når de er gravide. Den viser dog også, at de, der tager ADHD-medicin, mens de er gravide, kan opleve et fald i disse helbredsproblemer, hvilket understreger vigtigheden af sikker brug af medicin. Undersøgelsen slutter med et råd til teenagere: Tal åbent med lægen, og træf informerede sundhedsvalg under graviditeten.

Alle får influenza eller forkølelse fra tid til anden. Vi designede et eksperiment for at undersøge, hvordan det påvirker hjernen at være syg oftere. For at gøre det brugte vi et stykke af en bakterie til at få voksne hanmus til at opleve symptomer på sygdom. Vi gav musene dette stof fem gange i alt. Musene fik det bedre i løbet af et par dage og holdt to ugers pause mellem eksponeringerne. Derefter målte vi, hvordan musene lærte og huskede ny information, og hvor godt deres hjerneceller arbejdede for at hjælpe dem med at lære. Vores eksperimenter tyder på, at sygdom ofte forstyrrer kommunikationen mellem hjernecellerne, så musene får problemer med at lære og huske. Vores data kan hjælpe læger med at forudsige, hvilke patienter der kan få hukommelsesproblemer, når de bliver ældre. Vores undersøgelse viser også, hvor vigtigt det er at holde sig så sund som muligt og tage skridt til at beskytte os selv og andre, når vi bliver syge.

Vidste du, at dine celler kan fortælle, hvad klokken er? Hver eneste celle i din krop har sit helt eget ur. Disse ure er ulig alle andre. Der er ingen tandhjul eller gear. Tiden indstilles af jordens rotation, så vores kroppe er perfekt afstemt med nat og dag. Selv om du måske ikke engang er klar over deres eksistens, styrer disse ure mange aspekter af dit liv. Fra hvornår du spiser og sover til din evne til at koncentrere dig eller løbe hurtigt – urene styrer det hele. Hvordan fungerer disse ure, og hvordan fortæller de tiden? Hvad sker der med vores ure, hvis vi ser tv sent om aftenen eller flyver til den anden side af jorden? Denne artikel undersøger disse spørgsmål og forklarer de videnskabelige opdagelser, der har hjulpet os med at forstå svarene.

Tak for din tilmelding.

Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.

Med venlig hilsen
MiLife