Emfpindung von Schmerzen.
Drei­di­men­sio­na­le Dar­stel­lung eines selbst­or­ga­ni­sier­ten neu­ro­na­len Net­zes, das Grup­pen von Per­so­nen mit glei­cher Schmerz­emp­find­lich­keit als Kugeln glei­cher Fär­bung dar­stellt.Goe­the-Uni­ver­si­tät, Phil­ips-Uni­ver­si­tät Mar­burg, TMP

For­scher der Goe­the-Uni­ver­si­tät, der Phil­ips-Uni­ver­si­tät Mar­burg und der Fraun­ho­fer-Pro­jekt­grup­pe für „Trans­na­tio­na­le Medi­zin und Phar­ma­ko­lo­gie“ (TMP) haben Schmerz­da­ten an einer Rei­he von gesun­den Pro­ban­den gesam­melt, die sie mit­tels maschi­nel­len Ler­nens erfolg­reich struk­tu­rie­ren konn­ten. Der neue metho­di­sche Ansatz im Bereich der Schmerz­for­schung wur­de als Titeg­le­ge­schich­te in der renom­mier­ten und welt­weit füh­ren­den Fach­zeit­schrift „Pain“ präsentiert.

„Menschliches Schmerzmodell“

Schmer­zen sind all­seits bekannt, aber gleich­zei­tig schwer greif­bar und kom­plex. Aus sub­jek­ti­ven Schmerz­emp­fin­dun­gen also objek­ti­ve Daten zu ermit­teln, um den bes­ser behan­deln zu kön­nen, ist in der Schmerz­for­schung kei­ne Leich­tig­keit. Nun haben die For­scher erfolg­reich einen neu­en metho­di­schen Ansatz getes­tet. Die Phä­no­me­ne, dass bei einem Son­nen­brand sogar die Berüh­rung der Bett­de­cke Schmer­zen aus­löst, oder dass Wär­me­sal­be auf einem stei­fen Nacken unter der Dusche anfängt zu bren­nen, wer­den vie­le sicher­lich bestä­ti­gen kön­nen. Um aus sol­chen Schmerz­emp­fin­dun­gen Mess­da­ten ablei­ten zu kön­nen, haben die For­scher ein „mensch­li­ches Schmerz­mo­dell“ entwickelt.

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„Indem wir gesun­de Pro­ban­den ver­schie­de­nen Rei­zen wie Druck, Hit­ze oder Käl­te aus­set­zen und anschlie­ßend die Schmerz­schwel­le bestim­men, kön­nen wir kli­ni­schen Schmerz unter Labor­be­din­gun­gen nach­bil­den“, erklärt Prof. Jörn Lötsch vom Insti­tut für Kli­ni­sche Phar­ma­ko­lo­gie der Goe­the-Uni­ver­si­tät und Mit­glied der Fraun­ho­fer Pro­jekt­grup­pe TMP.

Bei 82 Pro­ban­den wur­den mit UV-Strah­len auf der Haut Mikro­son­nen­brän­de erzeugt, mit einer Grö­ße von etwa einem Qua­drat­zen­ti­me­ter, an ande­ren Stel­len wur­de Cap­sai­cin-Sal­be auf­ge­tra­gen. Cap­sai­cin ist der Haupt­wirk­stoff in vie­len Wär­me­sal­ben und kommt in Chi­li-Scho­ten vor. Sowohl die Mikro­son­nen­brän­de als auch das Auf­tra­gen von Cap­sai­cin füh­ren zu lokal begrenz­ten Schä­di­gun­gen des Haut­ge­we­bes, sodass die Schmerz­schwel­le gesenkt wird.

Ein überraschendes Ergebnis

An die­sen Stel­len wur­de nun jeweils die Emp­find­lich­keit bei Aus­übung von Käl­te, Wär­me, Druck oder ein Piek­sen getes­tet. Auf die­se Wei­se konn­ten 2460 Mess­da­ten erho­ben wer­den, die von Prof. Lötsch und sei­nem Kol­le­ge Prof. Alfred Ultsch von der Uni­ver­si­tät Mar­burg mit­hil­fe des maschi­nel­len Ler­nens ana­ly­siert und struk­tu­riert wur­den. Wie erwar­tet reagier­ten die Pro­ban­den mit einem Mikro­son­nen­brand emp­find­li­cher auf Hit­ze, eben­so wie auf Käl­te­rei­ze. Auch eine Über­ra­schung brach­te die com­pu­ter­ge­stütz­te Ana­ly­se her­vor: Beim Tes­ten der Druck­emp­find­lich­keit nach Behand­lung mit Cap­sai­cin konn­te ein unter­schied­li­ches Emp­fin­den nach Geschlecht ver­zeich­net wer­den, denn Frau­en reagier­ten dar­auf emp­find­li­cher als Männer.

„Die Stu­die war ein Metho­den-Test. Wir woll­ten wis­sen, ob man kom­ple­xe Infor­ma­tio­nen über den Schmerz mit maschi­nel­lem Ler­nen anschau­lich und greif­bar machen kann“, erklärt Lötsch. Nun wol­len die For­scher auch kli­ni­sche Daten chro­nisch kran­ker Men­schen mit­hil­fe des neu­en Ansat­zes unter­su­chen – und hof­fen her­aus­zu­fin­den, wie man Pati­en­ten hel­fen kann, bei denen eine Schmerz­the­ra­pie weni­ger erfolg­reich anschlägt.