Können wir Schmerz durch das Gehirn simulieren?

Ich habe ungefähr 0 Erfahrung oder Wissen über Gehirnsignale und all das Zeug, aber ich bin neugierig, wie viel wir über das Gehirn wissen, wenn es darum geht, Ihr Gehirn mit der Simulation von Schmerz auszutricksen. Der Grund, warum ich neugierig wurde, ist, dass ich Videospiele liebe und gerade angefangen habe, mir vorzustellen, wie eine Art echtes Spiel oder sogar nur die virtuelle Realität zu verwenden, wo Sie Schmerzen im wirklichen Leben spüren würden, wenn Sie im Spiel an irgendeiner Stelle verletzt würden . Ich bin mir nicht sicher, ob es eine Art Artikel oder ähnliches online gibt, in dem diese Art von Dingen erklärt wird, über die ich spreche.

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Kurze Antwort

Es scheint, dass die Stimulation des Thalamus ein Schmerzgefühl hervorrufen würde:

Direkte Tiefenhirnstimulation (THS) im VP-Thalamus von Patienten ohne Schmerzen rief typischerweise ein nicht schmerzhaftes, paraästhetisches Gefühl hervor. DBS im Kern und in der hinteren unteren Region des VP-Thalamus kann Schmerzempfindungen ohne spezifische topografische Verteilung hervorrufen. Im hinteren Bereich wurde jedoch häufiger ein Wärmegefühl hervorgerufen als im Kernbereich. Die Intensität der Empfindung war abhängig von der Stromstärke und der Frequenz der Mikrostimulation. ( Yen und Lu, 2013 )

Das Problem ist, dass die Tiefenhirnstimulation (DBS) ein chirurgischer Eingriff ist, also wäre sie für keine Art von Virtual-Reality -Spielen geeignet, aber es scheint, dass die transkranielle Magnetstimulation (TMS) möglicherweise verwendet werden könnte, wenn sie entwickelt werden könnte und sich für diesen Zweck als sicher genug erwiesen haben.

Es müsste nachgewiesen werden, dass es auf die spezifischen Teile des Gehirns abzielt, die erforderlich sind. Es müsste nachgewiesen werden, dass es keine anderen Bereiche stimuliert, die unerwünschte und möglicherweise gefährliche Folgen haben könnten.

Lange Antwort

Da ich im Vergleich zu einigen Leuten hier sehr wenig Wissen darüber habe, was neurologisch im Gehirn passiert, musste ich am Anfang viel lesen und glaube, ich habe eine grundlegende Vorstellung davon, wie dies möglicherweise getan werden könnte.

Zunächst müssen wir uns ansehen, wie Schmerz im Gehirn registriert wird.

Nerven als Schmerzsensoren

Ein Nozizeptor ist eine Art sensorischer Rezeptor am Ende des Axons eines sensorischen Neurons, der auf schädliche oder potenziell schädliche Reize reagiert, indem er Schmerzsignale an das Rückenmark und das Gehirn sendet. Dieser Vorgang wird als Nozizeption bezeichnet .

Am peripheren Ende des reifen Nozizeptors werden die schädlichen Reize erfasst und in elektrische Energie umgewandelt. ( Fein, 2012 ) Wenn die elektrische Energie einen Schwellenwert erreicht, wird ein Aktionspotential induziert und zum zentralen Nervensystem (ZNS) getrieben. Dies führt zu der Kette von Ereignissen, die eine bewusste Wahrnehmung von Schmerz ermöglicht.

Nachrichtenübermittlung an das Gehirn

Afferente nozizeptive Fasern (diejenigen, die Informationen eher zum Gehirn als vom Gehirn senden) wandern zurück zum Rückenmark, wo sie Synapsen in seinem Hinterhorn bilden – der hinteren grauen Säule des Rückenmarks.

Nach Erreichen der spezifischen Lamina innerhalb des Rückenmarks projizieren die nozizeptiven Nervenzellen erster Ordnung zu Neuronen zweiter Ordnung. Die Neuronen zweiter Ordnung senden ihre Informationen dann über zwei Wege an den Thalamus im Zentrum des Gehirns: das medial-lemniskale System der Dorsalsäule und den Spinothalamus-Trakt (oder auch als anterolaterales System bekannt ). Der erste ist eher für normale, nicht schmerzhafte Empfindungen reserviert, während der laterale für Schmerzempfindungen reserviert ist.

Reaktion vom Thalamus

Die sensorischen Informationen werden vom Thalamus nach oben zur Schicht IV des primären somatosensorischen Kortex (S1) des postzentralen Gyrus weitergeleitet .

Anfänglich wurden die Brodmann-Areale (BA) 1, 2 und 3a und 3b ( Brodmann, 1909/1994 ; Vogt, 1919 ; Kaas, et al., 1979 ) der Großhirnrinde als den primären somatosensorischen Kortex des menschlichen Gehirns betrachtet , jedoch wird BA 3b jetzt als primärer somatosensorischer Kortex angesehen, weil:

  1. es erhält dichte Eingänge vom NP-Kern des Thalamus;
  2. seine Neuronen reagieren stark auf somatosensorische Reize, aber nicht auf andere Reize;
  3. Läsionen beeinträchtigen hier die somatische Empfindung; und
  4. elektrische Stimulation ruft somatische sensorische Erfahrungen hervor. BA 3a erhält auch dichten Input vom Thalamus; Dieser Bereich befasst sich jedoch mit der Propriozeption.

Reaktion von anderen Teilen des Gehirns

Der primäre somatosensorische Kortex enthält Zellen, die zum sekundären somatosensorischen Kortex (S2) projizieren . Diese ist in mehrere „Bereiche“ unterteilt. Ein Bereich am Eingang zum lateralen Sulcus, angrenzend an den primären somatosensorischen Kortex (S1), wird als parietaler ventraler (PV) Bereich bezeichnet.

Areal S2 ist mit BA 1 und dicht mit BA 3b verbunden und projiziert zu BA 7b, Inselkortex, Amygdala und Hippocampus.

Es wird angenommen, dass der Inselkortex , der sich in beiden Gehirnhälften befindet, am Bewusstsein beteiligt ist und eine Rolle bei verschiedenen Funktionen spielt, die normalerweise mit Emotionen oder der Regulierung der Homöostase des Körpers verbunden sind. Diese Funktionen umfassen Wahrnehmung, motorische Kontrolle, Selbstbewusstsein, kognitive Funktionen und zwischenmenschliche Erfahrung.

Eine Sache, die ich vor der Forschung wusste, ist, dass es die Amygdala und der Hypocampus sind, die die 5F-Reaktion (Fright /Flight/Fight/Freeze/Reh- Reaktion) auf Bedrohungen auslösen.

Verweise

Brodmann, K. (1909/1994). Localization in the Cerebral Cortex, übersetzt von Laurence J. Garey (New York, NY:Springer Science): S. 106–110 ISBN-13: 978-0387269177
Kostenloses PDF verfügbar unter http://www.appliedneuroscience.com/Brodmann.pdf

Fein, A. (2012). Nozizeptoren und die Schmerzwahrnehmung (Farmington, CT: University of Connecticut Health Center)
Kostenloses PDF verfügbar unter http://cell.uchc.edu/pdf/fein/nociceptors_fein_2012.pdf

Kaas, JH, Nelson, RJ, Sur, M., Lin, CS, and Merzenich, MM (1979). Multiple Repräsentationen des Körpers innerhalb des primären somatosensorischen Kortex von Primaten , In: Science 204(4392): S. 521–523 DOI: 10.1126/science.107591 PMID: 107591

Vogt, C., und Vogt, O. (1919). Allgemeine Ergebnisse unserer Hirnforschung , In: Zeitschrift für Psychologie und Neurologie (Leipzig), 25: S. 279–461. OCLC: 671560835 Google Bücher: BJcXAAAAYAAJ

Yen, C., und Lu, P. (2013). Thalamus und Schmerz , In: Acta Anaesthesiologica Taiwanica 51(2): S. 73–80. DOI: 10.1016/j.aat.2013.06.011
Kostenloses PDF auf Creative Commons Attribution – NonCommercial – NoDerivs (CC BY-NC-ND 4.0) unter http://www.e-aat.com/article/S1875-4597(13 )00066-0/pdf

Dafür habe ich heute eine Gegenstimme bekommen. Darf ich fragen warum, damit ich die Antwort verbessern kann?
Ich habe keine Ahnung. Vielleicht dieselbe Person, die versucht, die Frage zu schließen. Eine erstaunliche Antwort, soweit ich das beurteilen kann. Ich wollte nur eine Sache zu TMS hinzufügen. TMS hat eine relativ schlechte räumliche Auflösung und das "Simulieren von Schmerz" in einem bestimmten Glied/Bereich wäre sehr schwierig, wenn nicht unmöglich. Selbst wenn es mit TMS sicher wäre, würden Sie wahrscheinlich Schmerzen im ganzen Körper spüren. Das wäre kein Spiel, das ich spielen möchte, haha
Das meinte ich mit entwickelt und nachweislich sicher :-) Es müsste nachgewiesen werden, dass es auf bestimmte Teile des Gehirns abzielt, um zu verhindern, dass andere Bereiche stimuliert werden, was unerwünschte und möglicherweise gefährliche Folgen haben könnte. Ich werde dies meiner Antwort zur Verdeutlichung hinzufügen