Wanneer mensen een suikerpil slikken waarvan zij denken dat het een pijnstiller is, kan dit hun pijnervaring verminderen.

Onderzoekers zijn al lang op de hoogte van dit fenomeen, het placebo-effect genoemd. Maar de biologische mechanismen erachter zijn een mysterie gebleven. Nu hebben neurowetenschappers hersencircuits bij muizen geïdentificeerd die zouden kunnen verklaren hoe placebo's pijn kunnen verlichten.

In één vandaag inNatuurgepubliceerde studie 1volgden wetenschappers de geactiveerde hersengebieden bij muizen die geconditioneerd waren om pijnverlichting te verwachten, analoog aan de ervaring die mensen hebben als ze een pil zonder actieve ingrediënten krijgen. Ze waren verrast toen ze activiteit zagen in het cerebellum en de hersenstam – hersengebieden die normaal gesproken geassocieerd worden met beweging en coördinatie, en niet met pijn.

“We hadden geen echt inzicht in hoe [het placebo-effect] plaatsvindt en of het een reëel fenomeen was”, zegt Clifford Woolf, een neurowetenschapper aan de Harvard University in Boston, Massachusetts. “Ik denk dat dit ons heeft geholpen te identificeren dat het eigenlijk een echt fenomeen was.”

De bevindingen zouden uiteindelijk kunnen leiden tot nieuwe manieren om pijn te behandelen, zegt co-auteur Grégory Scherrer, een neurobioloog aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill. “We zouden een compleet nieuw type medicijn kunnen hebben.”

Pijnstillende manier

Beeldvormingsstudies bij mensen hebben aangetoond dat pijnverlichting door placebo's geassocieerd is met activiteit in de hersenstam en een hersengebied dat de anterieure cingulaire cortex wordt genoemd.

Om dit verder te onderzoeken ontwikkelden Scherrer en zijn team een ​​experiment om een ​​placebo-achtige verwachting van pijnverlichting bij muizen te creëren. Met behulp van twee kamers, één met een comfortabel warme vloer en één met een pijnlijk hete vloer, conditioneerden ze de dieren zodat ze konden verwachten dat de pijn zou verdwijnen als ze de koelere kamer op de hete vloer binnengingen.

Met behulp van live-beeldvormingstools identificeerde het team een ​​groep neuronen die actief waren tijdens het placebo-experiment. Deze bevonden zich in de pontinekern (Pn), een gebied in de hersenstam dat de hersenschors met het cerebellum verbindt en niet eerder in verband werd gebracht met pijn.

Om de rol van deze neuronen bij pijnverlichting verder te begrijpen, maten de auteurs de effecten van het blokkeren van hun activiteit. Wanneer hun PN-neuronen werden geremd, waren muizen die op de hete vloer liepen sneller in het uitvoeren van pijnverlichtend gedrag, zoals het likken van hun poten, staan ​​en springen. Muizen met geactiveerde Pn-neuronen deden er langer over om hun poten te likken "omdat het niet zo pijnlijk is", zegt Scherrer.

Uit daaropvolgende analyses van 4.932 neuronale cellen in de PN bleek dat 65% opioïdereceptoren had – dezelfde die geactiveerd werden door sterke pijnstillers. De neuronen met opioïdereceptoren strekten zich uit tot drie gebieden in het cerebellum waarvan niet eerder werd gedacht dat ze een rol speelden bij het anticiperen op pijnverlichting. De onderzoekers identificeerden een groep Purkinjecellen – de belangrijkste cellen in het cerebellum – die tijdens het placebo-experiment steeds actiever werden.

“Er zijn vrijwel zeker endogene opioïden die hierbij betrokken zijn”, zegt Woolf.

Nieuwe doelen

Het onderzoek zou nieuwe manieren kunnen openen om te begrijpen hoe bestaande pijnstillers werken en om nieuwe, effectievere pijnstillers te ontdekken.

Wetenschappers zouden kunnen onderzoeken hoe ze de neurale circuits in de hersenstam en het cerebellum kunnen activeren zonder het gebruik van placebopillen. Toekomstige studies zouden 'een manier kunnen vinden om het activeren van de lichaamseigen controlemechanismen die de ervaring van pijn kunnen onderdrukken betrouwbaarder te maken', zegt Woolf.

Het begrijpen van deze hersencircuits kan ook verklaren waarom sommige pijntherapieën, zoals cognitieve gedragstherapieën en transcraniële magnetische stimulatie, daadwerkelijk werken.

“De hersenen zijn een ingewikkelde hooiberg en we zijn vaak op zoek naar een speld”, zegt Tom Wager, een neurowetenschapper die het placebo-effect bestudeert aan het Dartmouth College in Hanover, New Hampshire. Deze studie “biedt een nieuw doelwit aan waarnaar we kunnen zoeken in menselijke studies.”

Er blijven vragen bestaan ​​over wat precies het placebo-effect activeert bij degenen die het ervaren. "Wat we nog steeds niet weten is waarom het bij sommige individuen voorkomt en bij anderen niet, en waarom het na verloop van tijd verdwijnt", zegt Woolf.