Międzynarodowy zespół badaczy opisał w czasopiśmie „Nature” szczegółową mapę kory wyspy – głęboko ukrytego obszaru mózgu, który odpowiada m.in. za ból, dotyk, głód i emocje. Okazało się, że nie jest to jednolita struktura, lecz układ czterech ststref o różnych zadaniach. Wyniki mogą pomóc zrozumieć, jak mózg tworzy obraz tego, co dzieje się w naszym ciele.

Obszar, do którego trudno dotrzeć

Kora wyspy leży w bruździe bocznej mózgu, pod kolejnymi warstwami kory mózgowej. Od dawna uważa się ją za ważny element systemu, który przetwarza interocepcję, czyli odczucia płynące z wnętrza organizmu. Pojęcie pola interoceptywnego wprowadził ponad sto lat temu brytyjski neurofizjolog Charles Sherrington. Mimo to wyspa pozostawała jednym z najsłabiej poznanych obszarów mózgu. Badania nieinwazyjne, takie jak rezonans magnetyczny, rejestrują przepływ krwi z zewnątrz czaszki i często nie oddają dobrze tego, jak ten region faktycznie pracuje.

Dlatego badacze skorzystali z innej okazji. Zaangażowali pacjentów z lekooporną padaczką, którzy przechodzili leczenie operacyjne i mieli już wszczepione głęboko w mózgu elektrody, służące do ustalenia źródła napadów. Łącznie w badaniu uczestniczyło 87 osób. U 50 z nich lekarze podawali przy pełnej świadomości krótkie, łagodne impulsy elektryczne o częstotliwości 50 Hz, a pacjenci opisywali, co czują. Opisy zostały zapisane słowo w słowo. U 35 osób rejestrowano z kolei szybkie fale mózgowe podczas prostego zadania na uwagę: trzeba było klikać po zobaczeniu częstego obrazka miasta i powstrzymać się, gdy pojawiał się rzadki obrazek góry. Dane pogrupowano metodą matematyczną zwaną k-średnich.

Cztery strefy, cztery role

• Strefa tylna górna – przetwarza ból, ciepło, zimno i dotyk. Ma uporządkowaną „mapę ciała”, w której poszczególne miejsca odpowiadają np. dłoniom, ramionom, ustom czy nogom.
• Strefa tylna dolna – również dotyczy dotyku, ale obejmuje szersze lub wiele części ciała naraz, zamiast wskazywać jedno miejsce.
• Strefa środkowo-przednia – wiąże się z odczuciami z narządów wewnętrznych, np. nudnościami i uciskiem w klatce piersiowej, a także ze stanami emocjonalnymi, takimi jak lęk.
• Biegun przedni – w 87% badanych miejsc stymulacja nie wywołała żadnych zgłaszanych odczuć, ale okazał się kluczowy dla kierunku przepływu sygnałów w obrębie wyspy.

Sygnały idą w obie strony, ale silniej z góry

Od dawna spierano się, czy informacja w mózgu płynie „od dołu”, czyli od obszarów zmysłowych z tyłu, czy „od góry”, od obszarów poznawczych z przodu. Nowe badanie wskazuje, że istnieją obie drogi. Sygnały z ciała wchodzą do tylnej i środkowej części wyspy i biegną ku przodowi. Jednocześnie obszary odpowiedzialne za wyższe funkcje poznawcze, jak kora przedczołowa, przekazują sygnały do bieguna przedniego. Ten wysyła do stref czuciowych silniejsze sygnały, niż od nich otrzymuje. Autorzy mówią więc o asymetrycznej kontroli „z góry na dół”.

Co to oznacza w praktyce

Dla zwykłego czytelnika najważniejszy wniosek jest taki, że odczuwanie bólu i stanów własnego ciała nie jest wyłącznie biernym odbiorem sygnałów z nerwów. Na ich interpretację wpływają także procesy poznawcze. To pasuje do wiedzy, że na doświadczanie bólu mają znaczenie uwaga i emocje.

Warto jednak zachować ostrożność. Jest to badanie podstawowe, przeprowadzone na pacjentach z padaczką, a nie nowa metoda leczenia, więc nie zmienia dziś standardów opieki w Polsce ani w innych krajach UE. Szczegółowa mapa wyspy może w przyszłości ułatwić badania nad bólem i zaburzeniami postrzegania sygnałów z ciała, ale na razie jest to krok w stronę lepszego zrozumienia mózgu, a nie gotowe rozwiązanie kliniczne.

Źródło: Medical Xpress – „Detailed brain map reveals how the insula shapes bodily sensations and processes pain”