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用數(shù)學(xué)模型探索日常
2021-4-12 閱讀(661)
用數(shù)學(xué)模型探索日常
就像新陳代謝和警覺性等過程表現(xiàn)出日常節(jié)律一樣，疼痛敏感性在一天中會發(fā)生變化。敏感度通常在半夜zui-高，在下午晚些時候zui-低。然而，對于患有神經(jīng)性疼痛的人來說，這種節(jié)奏會被翻轉(zhuǎn)，他們會因為通常沒有疼痛的刺激而感到劇烈的疼痛。對于這些患者，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)律的潛在機制尚不清楚。為了獲得新的見解，Crodelle及其同事建立了一個數(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。
一種新的計算模型成功地預(yù)測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)了疼痛敏感性的實驗結(jié)果，并預(yù)測了這些結(jié)果如何受到時間的影響。例如，它可以預(yù)測疼痛抑制的時間效應(yīng)，這種現(xiàn)象可以讓人感覺到施加輕微壓力會減輕疼痛，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)律的潛在機制：神經(jīng)細胞之間突觸連接中從抑制到激發(fā)的變化。該發(fā)現(xiàn)指出了進一步實驗研究和潛在治療的目標。
“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。“例如，可以在一天內(nèi)適當(dāng)?shù)味ㄖ雇此帲瑥亩鴾p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，例如睡眠剝奪和時差。該模型還可以幫助研究如何通過稱為脊髓刺激的慢性疼痛治療來降低疼痛敏感性。
