• Schmerz, Schmerzmodell, Entwicklung, Studie, Methodentest

     

Menschliches Schmerzmodell entwickelt

Das neue, menschliche Schmerzmodell einer Arbeitsgruppe um Forscher der Universität Frankfurt soll dazu beitragen, das Schmerzgeschehen besser zu verstehen und neue Therapieansätze für Patienten zu finden, die bislang nicht befriedigend behandelt werden können.

Das Phänomen „Schmerz“ ist aufgrund seiner Komplexität schwer zu erfassen. Forscher der Goethe-Universität, der Philipps-Universität Marburg und der Fraunhofer-Projektgruppe für „Translationale Medizin und Pharmakologie“ (TMP) haben nunmehr einen neuen methodischen Ansatz für ein besseres Schmerzverständnis entwickelt: Sie haben an gesunden Probanden eine Fülle von Schmerzdaten gesammelt und mithilfe von maschinellem Lernen strukturiert.

Die Forscher haben ein menschliches Schmerzmodell entwickelt, mit dessen Hilfe besser zu verstehen sein soll, warum bei einem Sonnenbrand sogar schon die Berührung der Bettdecke wehtut oder es nach dem Auftragen einer Wärmesalbe auf einen steifen Nacken anschließend unter der Dusche höllisch brennt. Auch zur Klärung der Frage, warum Menschen mit chronischen Schmerzen empfindlicher auf Druck oder Wärme reagieren als Gesunde, kann das neue Modell beitragen.

„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 dazu Professor Dr. Jörn Lötsch vom Institut für Klinische Pharmakologie der Goethe-Universität und Mitglied der Fraunhofer Projektgruppe TMP. Diese Projektgruppe wird durch die hessische LOEWE-Initiative gefördert und hat das Ziel, akademische Forschung enger mit der klinischen und pharmazeutischen Forschung zu verzahnen.

Mit UV-Strahlen erzeugten Lötsch und Mitarbeiter bei 82 Probanden Mikrosonnenbrände auf etwa einem Quadratzentimeter der Haut und trugen an anderen Stellen Capsaicin-Salbe auf. Beide Maßnahmen führen zu einer lokal begrenzten Schädigung des Gewebes und senken damit die Schmerzschwelle. Anschließend probierten die Forscher systematisch aus, wie viel empfindlicher die Probanden reagierten, wenn sie an diesen Stellen zusätzlich gewärmt, gekühlt, gedrückt oder gepiekt wurden. Die Probanden sollten sagen, ab welcher Temperatur oder welchem Druck sie den allmählich gesteigerten Reiz spürten und wann er unangenehm wurde.

Die so gewonnenen 2460 Messdaten analysierten und strukturierten Lötsch und sein Kollege Professor Dr. Alfred Ultsch von der Universität Marburg mithilfe des maschinellen Lernens. Das selbstorganisierende Programm ermittelte zunächst wie erwartet, dass der Mikrosonnenbrand alle Probanden für Hitze empfindlicher machte. Ebenso reagierten sie stärker auf Kältereize. Nach der Vorbehandlung mit Capsaicin war den Probanden Hitze ebenfalls unangenehmer. Bei der computergestützten Analyse gab es jedoch eine Überraschung: Es kristallisierten sich bei der Druckempfindlichkeit nach Behandlung mit Capsaicin zwei Untergruppen heraus: Frauen reagierten auf Druck 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. Mithilfe des neuen Ansatzes wollen die Forscher nun auch klinische Daten chronisch kranker Menschen untersuchen. Sie hoffen insbesondere herausfinden zu können, wie man Patienten helfen kann, die nicht zufriedenstellend auf eine konventionelle Schmerztherapie reagieren. „Dieser innovative fachübergreifende Ansatz in seiner Kombination aus experimenteller biomedizinischer und informatischer Forschung wird in Zukunft eine immer größere Rolle spielen bei der datenbasierten Entwicklung neuer Arzneimittel zur Behandlung von Schmerzen“, erwartet Professor Dr. Gerd Geißlinger, Direktor der Fraunhofer-Projektgruppe für „Translationale Medizin und Pharmakologie“ (TMP).


Quelle: Pressemitteilung der Goethe-Universität Frankfurt vom 10. Januar 2018

 

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