Психофизиологические механизмы боли

Боль относится к наиболее распространенным субъективным признакам болезни. Обследование пациента с жалобами на боль часто затруднено, поскольку боль это восприятие, а не ощущение. Ощущение это субъективное отражение отдельных свойств, предметов и явлений, непосредственно воздействующих на органы чувств. Восприятие это более сложный психический процесс отражения действительности, формирующий субъективный образ объективного мира. Восприятие это сенсорный процесс, который в отличие от ощущения включает в себя обнаружение, различение и опознание сигналов, с помощью которых субъект принимает информацию об окружающей действительности. По отношению к ощущению восприятие – это чувственное познание на более высоком уровне. Физическое состояние человека, прошлые воспоминания о боли и её предчувствие – все это влияет на восприятие человеком боли. Солдаты и спортсмены могут отрицать боль, несмотря на наличие острой травмы, а некоторые больные с хроническими болевыми синдромами могут продолжать испытывать боль, несмотря на отсутствие очевидного болевого раздражителя.

Боль принято подразделять на пять компонентов: перцептуальный компонент, позволяющий определить место повреждения; эмоциональноаффективный компонент, формирующий неприятное психо-эмоциональное переживание; вегетативный компонент, отражающий рефлекторные изменения работы внутренних органов и тонуса симпато-адреналовой системы; двигательный компонент, направленный на устранение действия повреждающих стимулов; когнитивный компонент, формирующий субъективное отношение к испытываемой в данной момент боли на основе накопленного опыта. Уже достаточно давно известно, что активация периферических ноцицептивных структур и восприятие боли это далеко не одно и тоже. Одинаковые болевые раздражители вызывают различные по характеру и интенсивности субъективные переживания у разных людей. Многие факторы влияют на восприятие боли: особенности личности, предшествующий опыт, половые, конституциональные, расовые, национальные, социальные, религиозные, когнитивные, климатические и ситуационные. Так, например, описаны случаи, когда при выраженных травмах пациенты, доставленные машиной скорой помощи в клинику, не чувствуют боли не только в приемном отделении, но и в процессе лечения в течение нескольких дней. При одинаково выраженной травме пальца пианист испытывал нестерпимую боль, а грузчик никак не реагировал на эту травму. Существенное значение для восприятия интенсивности боли имеет отношение индивидуума к ней. Восприятие будет различным, если принимать ее, как катастрофу (случай с пианистом, для которого это означает утрату своей профессии, крах всех честолюбивых надежд), или игнорировать её (случай с грузчиком для которого травма пальца не имеет большого значения). В то же время показано, что люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом, склонны к преувеличению своих болевых проблем, стремясь получить более легкую работу. Помимо этих факторов для восприятия боли имеет значение её реинтерпретация, отвлечение внимания, молитва, или позитивное восприятие боли. Так, например, опыты, выполненные в лаборатории И.П. Павлова, показали, что, когда собака получала болевое электрическое раздражение на лапы, она визжала от боли. В том случае, когда после болевого раздражения ей давали положительное, пищевое подкрепление, через несколько таких повторений формировался условный рефлекс, и собака спокойно воспринимала болевой раздражитель просто как сигнал к кормлению. Американский исследователь Бичер описывал случаи, когда солдаты, получив серьезное ранение, практически не реагировали на боль, так как это ранение давало им возможность избежать дальнейшего боя и получить шанс выжить.

В то же время клинические исследования свидетельствуют, что восприятие болевых раздражителей обострено у пациентов с хроническими болевыми синдромами. В частности, это обнаружено у пациентов, страдающих мигренью, артритами, гинекологическими заболеваниями.

При нанесении болевого раздражения болевое восприятие подразделяется на три уровня: физиологический (включение ноцицептивных и антиноцицептивных систем), эмоционально-аффективный (чувства, эмоции, мысли) и поведенческий (мимика, двигательная и речевая активность). При изучении боли необходимо учитывать не только её сенсорные механизмы, но и когнитивные, аффективно-эмоциональные и поведенческие проявления, которые определяют переносимость боли индивидуумом.

Большое значение в восприятии боли имеют особенности личности. Уже достаточно давно установлено, что экстраверты и интраверты по разному воспринимают болевые раздражения. Экстраверты во время нанесения им болевых стимулов ярко выражают свои эмоции, при этом толерантность боли у них повышена. В то же время, интраверты менее склонны проявлять свои эмоции, но чувствительность к боли у них повышена. У экстравертов отмечается более низкая корковая возбудимость, чем у интравертов, поэтому болевые пороги и толерантность боли у экстравертов выше, чем у интравертов. Эти свойства не зависят от уровня культуры человека и остаются неизменными на протяжении всей жизни. Такое же обостренное восприятие боли присутствует и у невротизированных индивидуумов. Индивидуумы, обладающие оптимистическим характером, лучше переносят боль, чем пессимисты.

Особое значение для восприятия боли имеют депрессивные состояния. По данным ВОЗ аффективные расстройства, в структуре которых значительное место занимают депрессии, составляют 5-10% среди всей популяции жителей Европы и США. Депрессии не только повышают болевое восприятие, но даже могут проявляться в виде хронических болевых синдромов, это прежде всего относится к маскированным депрессиям.

Когнитивные процессы также имеют очень важное значение в восприятии боли. В целом ряде исследований доказано важное значение внимания или отвлечения внимания к боли на восприятие индивидуума. В ряде исследований людей инструктировали обращать внимание и определять интенсивность зрительных, звуковых или тактильных раздражителей и не обращать внимания на болевые раздражения. При таком перекрестном восприятии стимулов различной модальности восприятие боли снижалось. Причем снижалось восприятие не только сенсорно-дискриминативного, но и эмоционально-аффективного компонентов боли.

Было установлено также, что в экспериментальных условиях при обращении внимания человека на подаваемые болевые раздражения он воспринимает их спокойнее, чем при отвлечении его внимания от подаваемых болевых стимулов, т.е. если болевой с шпал подается неожиданно и человек не готов к его восприятию, боль воспринимается сильнее. Интересно отметить, что снижение боли может происходить не только при обращении внимания на другие модальности, но и в том случае, когда сосредоточение добровольца на описании сенсорно-дискриминативного компонента приводит к снижению восприятия эмоционально-аффективного компонента боли. Последующие эксперименты выявили, что внимание к болевому раздражителю снижает восприятие и сенсорно-дискриминативного компонента боли, но это снижение происходит только у мужчин. Авторы пришли к заключению, что женщины хуже, чем мужчины могут контролировать свое болевое восприятие.

Также как и в условиях эксперимента в клинических исследованиях было показано, что привлечение внимания к боли, описание ее сенсорных компонентов снижает её эмоционально-аффективное восприятие. У пациентов с невропатической болью отмечена такая же закономерность. Однако данные, полученные разными авторами при исследовании клинической боли, противоречивы. У пациентов в послеоперационном периоде привлечение внимания к боли усиливало её восприятие. При хронической боли в спине внимание к сенсорно-дискриминативному компоненту усиливало интенсивность боли и её эмоционально-аффективный компонент. В другом исследовании у пациентов с фантомно-болевым синдромом было установлено, что отвлечение внимания от боли может вести к её усилению. Некоторые авторы считают, что привлечение внимания к боли вызывает повышение чувствительности болевых рецепторов, снижение активности антиноцицептивной системы и активацию вегетативных механизмов. Таким образом, экспериментальные и клинические данные свидетельствуют, что внимание или отвлечение внимания от источника боли может быть неодинаковым, и это зависит от пола и от персональных особенностей человека. Кроме того дополнительной трудностью в изучении вопроса о влиянии внимания на восприятие боли является тот факт, что боль сама может влиять на способность человека фокусировать свое внимание на чем-либо. Боль сама по себе является фактором, привлекающим к себе внимание человека, поэтому когда человека просят разделить свое внимание между восприятием боли и восприятием другой модальности внимание к боли может доминировать. Это имеет особое значение в клинических условиях, поскольку известно, что наличие хронической боли затрудняет решение задач, требующих внимания.

Вместе с тем большим числом авторов было показано, что при одинаковой интенсивности болевого раздражения сенсорно-дискриминативный и эмоционально-аффективный компоненты могут изменяться в тех случаях, когда человек решает какие-либо сложные ситуационные задачи. He только восприятие боли, но и других сенсорных модальностей может изменяться при переключении активного внимания на решение каких-либо задач. Следует подчеркнуть, что при такой активной форме переключения внимания все авторы свидетельствуют о снижении болевого восприятия. Предполагалось, что такие изменения восприятия обусловлены изменением функционального взаимодействия между сенсорными и ассоциативными областями коры большого мозга.

Модуляция болевого ощущения может происходить как непосредственно в центральных структурах мозга, воспринимающих болевые сигналы, так и за счет изменения входа афферентного потока поступающего с периферии. Достаточно давно было предположено, что префронтальная кора большого мозга играет значительную роль в модуляции восприятия боли при решении когнитивных задач. Это предположение основывалось на том, что префронтальная кора получает множественные проекции практически от всех сенсорных и ассоциативных областей коры и в свою очередь посылает свои нисходящие проекции в ретикулярные и лимбические структуры. В дальнейшем в экспериментальных условиях на животных, в том числе и на приматах, было показано, что электрическая активация орбито-фронтальной и медиальной префронтальной коры вызывает аналгетический эффект. В свою очередь удаление орбито-фронтальной коры не приводит к снижению интенсивности перцептуально-дискриминативного компонента и снижает интенсивность восприятия эмоционально-аффективного компонента.

Методом магнитно-резонансной томографии было установлено, что передняя область цингулярной коры активируется при реакциях внимания и настораживания, а каудальная ее часть активируется в ответ на болевые раздражения. Этим же методом у здоровых испытуемых была показана активация таламуса, островка и области С2 при тепловом болевом раздражении.

С помощью позитронной эмиссионной томографии установлено, что каудальная часть цингулярной коры активируется у здоровых испытуемых при тепловом болевом раздражении. Она также находится в состоянии активации у пациентов с хронической болью во время приступов. В исследованиях на людях этим же методом выявлено, что при болевом раздражении происходит выраженная активация контралатеральной С1 области, билатеральная активация областей С2, передней цингулярной коры и островка. Отмечалась также активация периакведуктального вещества. В тех случаях, когда человеку предлагалось решение сложной задачи, происходило снижение активности всех вышеупомянутых структур, и наряду с этим снижалась интенсивность ощущения боли. В противоположность этому активность латеральной орбито-фронтальной области при решении задачи повышалась по сравнению с той активностью, которая наблюдалась только при нанесении болевого раздражителя без предъявления задачи. Помимо конкурентного переключения активности между орбито-фрональной областью коры и сенсорными областями выявлено интересное взаимодействие между самими сенсорными областями коры. При разделении внимания между звуковыми и болевыми раздражителями отмечалась одинаковая активность слуховой области коры и области С1. Если добровольцу предлагалось сконцентрировать свое внимание на болевых раздражениях и не обращать внимания на звуковые сигналы, то активация области С1 была сильнее, чем активация слуховой области. В том случае, если давалась инструкция не обращать внимания на боль, а сосредоточиться на восприятии звукового раздражителя, активация слуховой области коры была выше, чем активация С1.

Орбито-фронтальная кора у человека активируется также при экспериментально вызванной депрессии и при хорошем, приподнятом настроении, т.е. как при отрицательных, так и при положительных эмоциях. Орбито-фронтальная область коры активируется при хронических нейропатических болевых синдромах и кластерной головной боли, при стенокардии. Были проведены исследования, в которых добровольцам ставилась задача выключать болевой раздражитель по достижению порога боли. У людей, предвидящих болевое раздражение и перед этим уже участвовавших в таких экспериментах, орбито-фронтальная область коры мозга активируется незначительно. У людей не тренированных в предвидении боли эта область коры значительно активируется. В экспериментах на животных показано, что нейроны орбито-фронтальной коры реагируют на негативные аффективные стимулы.

Методом позитронной эмиссионной томографии показано, что у людей при болевом раздражении происходит активация периакведуктального серого вещества (ЦСВ). Кроме того, с помощью магнитно-резонансного метода было установлено, что при отвлечении внимания человека от боли происходит выраженная активация ЦСВ и одновременно с этим снижается восприятие боли. Известно, что ЦСВ получает ноцицептивные сигналы по прямым проекциям из спинного мозга и оказывает свои тормозные нисходящие влияния через опиатэргическую систему.

Кроме опиатэргических нисходящих путей в модуляции боли при когнитивных процессах могут участвовать и другие нисходящие тормозные пути. Значение холинэргических и адренергических механизмов показана в реализации модуляции сенсорной передачи в зрительной системе, и авторы считают, что эти механизмы могут влиять на снижение восприятия боли при переключении внимания на зрительные стимулы.

Как уже было сказано выше, кроме когнитивных факторов в восприятии боли играют роль и другие факторы. В частности, клинические исследования свидетельствуют, что эмоциональный статус пациента существенно влияет на восприятие боли. В экспериментальных условиях доказано, что положительные эмоции, вызванные приятной музыкой, красивыми картинами, кинокомедиями, обычно снижают болевое восприятие. Показано также, что положительные эмоции не снижают восприятие сенсорно-дискриминатизного компонента, но уменьшают аффективный компонент боли. В клинических условиях было установлено, что у юношей интенсивность восприятия боли от ожогов снижается, когда они играют в компьютерные игры.

Для дальнейшего анализа, важно подчеркнуть, что у людей, со страхом ожидающих боль, попытки улучшить их настроение не снижают восприятие боли, в то же время прием препаратов бензодиазепинового ряда снижает тревожность и восприятие боли у пациентов.

Некоторые исследователи считают, что особое влияние на когнитивные процессы и эмоции оказывает запах. На животных и на людях показано, что приятные запахи снижают восприятие боли, а неприятные – усиливают боль. Причем эта закономерность сильнее выражена у женщин, чем у мужчин.

В исследованиях на людях было обнаружено, что гипнотическое внушение положительных эмоций снижает восприятие аффективного компонента боли и не изменяет восприятие сенсорно-дискриминативного компонента. При этом была отмечена активация передней цингулярной коры. Авторы предполагают, что эта область коры может играть важную роль в снижении болевого восприятия при положительных эмоциях. Другой областью коры, участвующей в модуляции болевого восприятия при положительных эмоциях, может быть префронтальная кора. Установлено, что префронтальная кора активируется при положительных и отрицательных эмоциях независимо от модальности стимулов. Представления о чем-либо приятном также активирует префронтальную кору.

Опиатэргическая антиноцицептивная система, в структуры которой входит орбито-фронтальная кора, безусловно, играет большую роль в модуляции восприятия боли. Однако, интересно отметить, что системное введение опиатов снижает не только аффективный, но и сенсорно-дискриминативный компонент, хотя и менее значительно В то же время положительные эмоции снижают восприятие только аффективного компонента и не влияют на восприятие сенсорно-дискриминативного. Это дало основание предположить, что модуляция восприятия боли положительными эмоциями реализуется не только опиатэргическими механизмами. Такое предположение подтверждается данными о том, что длительность эмоционально модулируемого восприятия аффективного компонента боли меньше, чем время реализации аналгетических эффектов посредством участия опиатэргических механизмов (М. De Wied, M.N. Verbaten, 2001). При активации опиатэргических механизмов аналгетический эффект наступает не сразу, но длится долго (D.D. Price, J.J. Barrell, 2000). Однако другие авторы свидетельствуют, что эмоционально вызванное снижение восприятия боли может продолжаться несколько минут (R. Cogan et al., 1987; М. Weisenberg et al., 1998). Временные различия, вероятно, можно объяснить за счет различий методов, которыми вызывались положительные эмоции.

Нельзя исключить участие катехоламиновых механизмов в модуляции восприятия боли при эмоциях. Известно, что при сильных эмоциях, стрессе или депрессии изменяется не только уровень содержания эндорфинов, но и катехоламинов (KJ. Ressler, С.В. Nemeroff, 2000; A.L. Vaccarino, A.J. Kastin, 2000).

В отличие от положительных эмоций отрицательные эмоции вызывают обострение болевого восприятия. Предполагалось, что различие в эффектах положительных и отрицательных эмоций реализуется через разные системы (P.J. Lang et al., 1992). Такое предположение недавно получило определенное подтверждение. При создании у людей тревожного ожидания восприятие боли обостряется и одновременно отмечается активация энторинальной коры (А. Ploghaus et al., 2001). Энторинальная кора находится в реципрокных отношениях с амигдалой, которая является частью антиноцицептивной системы (A. Pit-kanen et al., 2000). Однако ряд авторов считает, что отрицательные и положительные эмоции, боль и удовольствие являются противоположными сторонами всего поведенческого спектра и реализуются за счет различных функциональных взаимоотношений в одной и той же системе структур мозга (С. Villemur, М.С. Bushnell, 2002). Подтверждением такого мнения служат данные о том, что позитивные эмоции сопровождаются повышением уровня дофамина в ряде структур мозга, особенно в передней цингулярной коре и префронтальной коре. Наряду с этим повышение дофамина улучшает когнитивные процессы и снижает восприятие боли (F.G. Ashby et al., 1999). Это хорошо согласуется с экспериментальными данными о роли дофаминэргических механизмов в антиноцицеп-ции (М. Lai et al., 1997) и с клиническими данными, свидетельствующими о том, что дофамин не только устраняет боль при мигрени, но и улучшает настроение пациентов (J.E. Magnusson, К. Fisher, 2000). Методом позитронной эмиссионной томографии было показано, что у человека сильные положительные эмоции одновременно активируют те структуры мозга, которые представляют собой «центры удовольствия», ответственные за эмоции и за восприятие боли. Происходит активация вентрального стриатума, ЦСВ и ядер тегментума, амигдали, орбито-фронтальной коры, передней цингулярной коры и островка (A.J. Blood, RJ. Zatore, 2001). Другие авторы показали, что при болевом раздражении активируются не только таламус, соматосенсорная кора, островок, передняя цингулярная кора и префронтальная кора, но также и амигдаля, вентральный тегментум, ЦСВ, вентральный стриатум и n. accumbens (L. Beccera et al., 2001). Эти авторы пришли к выводу о том, что положительные и негативные сигналы проходят по одной и той же системе структур мозга.

Таким образом, на восприятие боли, как психофизиологического явления, оказывают влияние не только нейрофизиологические и нейрохимические, но и различные психологические особенности человека.