วิทยาศาสตร์ว่าด้วย ความเจ็บปวด - National Geographic Thailand

วิทยาศาสตร์ว่าด้วย ความเจ็บปวด

วิทยาศาสตร์ว่าด้วย ความเจ็บปวด

นักวิทยาศาสตร์กำลังไขความลึกลับของ ความเจ็บปวด และแสวงหาวิธีใหม่ๆ ในการเยียวยารักษา

ความสามารถในการรู้สึกเจ็บปวดเป็นหนึ่งในของขวัญที่ธรรมชาติมอบแก่มนุษยชาติและสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์  เราวิวัฒน์ขึ้นมาให้รู้สึกเจ็บปวดเพราะ ความเจ็บปวด ทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัยอันเป็นกุญแจสำคัญในการเอาตัวรอด

ผู้ที่เป็นเสมือนทหารยามในระบบนี้คือเซลล์ประสาทสัมผัสชนิดพิเศษที่เรียกว่าโนซิเซ็ปเตอร์ (nociceptor หรือตัวรับรู้ความรู้สึกเจ็บปวด) ซึ่งอยู่ใกล้กับกระดูกสันหลัง โดยเส้นใยของมันจะแผ่เข้าไปในผิวหนัง ปอด ลำไส้ และส่วนอื่นๆ ของร่างกาย เซลล์เหล่านี้มีหน้าที่รับรู้สิ่งเร้าที่เป็นอันตรายชนิดต่างๆ เช่น มีดบาด ความร้อนของขี้ผึ้งเหลว การไหม้ของกรด  เมื่อโนซิเซ็ปเตอร์ตรวจพบภัยคุกคามเหล่านี้ พวกมันจะส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังไขสันหลังซึ่งจะส่งต่อสัญญาณผ่านเซลล์ประสาทอื่นๆ ไปยังสมอง เซลล์ประสาทลำดับที่สูงขึ้นในเปลือกสมองซึ่งเป็นปลายทางของเส้นทางความรู้สึกเจ็บปวดขาขึ้น (ascending pain pathway) จะแปลความหมายของข้อมูลนี้ไปเป็นการรับรู้ถึง ความเจ็บปวด

เมื่อรับรู้ถึงความเจ็บปวด สมองจะพยายามลดผลกระทบลง เครือข่ายเส้นประสาทในสมองจะส่งสัญญาณไฟฟ้าลงไปที่ไขสันหลังตามเส้นทางความรู้สึกเจ็บปวดขาลง (descending pain pathway) ที่กระตุ้นให้เกิดการปล่อยเอนดอร์ฟิน  และโอปิออยด์ตามธรรมชาติอื่นๆ  สารชีวเคมีเหล่านี้ยับยั้งสัญญาณความเจ็บปวดขาขึ้น จึงช่วยลดปริมาณความเจ็บปวดที่รับรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นักวิทยาศาสตร์เข้าใจแบบแผนพื้นฐานของเส้นทางความเจ็บปวด ขาขึ้นและขาลงแล้ว ตอนที่คลิฟฟอร์ด วูล์ฟ นักประสาทชีววิทยาจากโรงพยาบาลเด็กในบอสตัน ผู้ศึกษาเรื่อง ความเจ็บปวด มานานกว่าสี่ทศวรรษ เริ่มทำงานในแวดวงนี้เมื่อทศวรรษ 1980 สภาพอันน่ารันทดของผู้ป่วยที่เขาเห็นในหอผู้ป่วยแผนกศัลยกรรมระหว่างเรียนแพทย์กระทบใจวูลฟ์

ความเจ็บปวด
วิทาลี นาปาดาว นักประสาทวิทยาศาสตร์ที่คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและโรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์เจเนอรัล ศึกษาว่าสมองรับรู้ความเจ็บปวดอย่างไร ในการหาคำตอบ เขาใช้การบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมองเพื่อติดตามรูปแบบคลื่นสมองของผู้ป่วยที่มีอาการปวดหลังส่วนล่างเรื้อรัง
ความเจ็บปวด
เมื่อ โจ แคเมอรอน เข้ารับการผ่าตัดโรคข้ออักเสบที่มือ  วิสัญญีแพทย์พบว่า เธอไม่มีความรู้สึกเจ็บปวด จึงส่งหญิงชาวสกอตผู้นี้ไปหานักพันธุศาสตร์ซึ่งค้นพบว่า เธอมีการกลายพันธุ์หายากสองตำแหน่ง  นักวิจัยกำลังตรวจสอบการกลายพันธุ์ที่ระงับหรือเพิ่มความรู้สึกเจ็บปวดเพื่อเรียนรู้ว่ามันถ่ายทอดได้อย่างไร

“ความเจ็บปวดเป็นปัญหาที่วิชาชีพแพทย์ในตอนนั้นแทบไม่เห็นความสำคัญ เพราะไม่มีวิธีรักษาที่ทั้งปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ” วูล์ฟกล่าว การตระหนักรู้นี้เองที่จุดประกายให้เขาปรารถนาจะเข้าใจธรรมชาติของความเจ็บปวด วูล์ฟใช้หนูเป็นตัวอย่างในการเรียนรู้เพิ่มเติมว่า ความเจ็บปวดถูกถ่ายทอดอย่างไร เขาค้นพบสิ่งที่คาดไม่ถึง กล่าวคือ หลังจากผิวหนังที่โดนความร้อนสองสามครั้งเริ่มเกิดการอักเสบ เซลล์ประสาทในไขสันหลังจะอยู่ในสภาวะที่ไวต่อการกระตุ้นมากขึ้น แค่ลูบรอบๆ บริเวณที่ได้รับบาดเจ็บก่อนหน้านี้ ก็ทำให้เซลล์ส่งสัญญาณได้แล้ว

นี่แสดงให้เห็นว่า การบาดเจ็บที่ผิวหนังทำให้ระบบประสาทส่วนกลางไวต่อการกระตุ้น ทำให้เซลล์ประสาทในไขสันหลังส่งสัญญาณความเจ็บปวดไปยังสมอง แม้ว่าข้อมูลจากเส้นประสาทส่วนปลายจะไม่มีอันตราย นับจากนั้น นักวิจัยคนอื่นๆ ก็ชี้ให้เห็นปรากฏการณ์นี้ในมนุษย์

ข้อสรุปอันน่าตกใจจากงานของวูล์ฟและการวิจัยต่อเนื่องมีอยู่ว่า ความเจ็บปวดอาจเกิดขึ้นได้แม้ไม่มีการบาดเจ็บ ระบบการส่งสัญญาณความเจ็บปวดอาจกลายเป็นภาวะความรู้สึกไวเกินหลังการบาดเจ็บซึ่งเกิดขึ้นในหนู แต่ก็อาจหายไปหรือคงอยู่ในสภาพไวต่อความรู้สึกหลังจากอาการบาดเจ็บหายแล้วก็ได้

ความเจ็บปวด
ที่อุทยานแห่งชาติจือยางซินในเวียดนาม โซลทาน ทักอาซ นักวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์และนักสำรวจเนชั่นแนล จีโอกราฟิก เจอแมงป่องพิษตัวหนึ่งซึ่งเรืองแสงสีฟ้าในแสงอัลตราไวโอเลต ด้วยการรวบรวมพิษจากทั่วโลก ทักอาซหวัง จะค้นพบยาแก้ปวดตัวใหม่

ขณะที่การค้นหายาใหม่ๆ ยังดำเนินต่อไป แพทย์และนักวิจัยกำลังสืบค้นวิธีปลดปล่อยความสามารถภายในของสมองในการจัดการกับความเจ็บปวดและคลายความทุกข์ทรมานที่เกิดจากความเจ็บปวดนั้น ความสามารถเหล่านั้นน่าประทับใจ

ลองดูตัวอย่างการศึกษาที่สหราชอาณาจักรเมื่อไม่นานมานี้ ในผู้ป่วยกว่า 300 รายที่มีอาการปวดไหล่ชนิดหนึ่ง   ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากกระดูกงอก การบรรเทาอาการปวดมักทำโดยการผ่าตัดเอากระดูกที่งอกออก นักวิจัยแบ่งผู้เข้าร่วมออกเป็นสามกลุ่ม กลุ่มหนึ่งเข้ารับการผ่าตัด กลุ่มที่สองถูกทำให้เชื่อว่าได้รับการผ่าตัดแต่จริงๆ แล้วไม่ได้ผ่า กลุ่มที่สามถูกขอให้กลับมาตรวจกับแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านหัวไหล่อีกครั้งในอีกสามเดือนข้างหน้า  กลุ่มที่ได้รับการผ่าตัดและกลุ่มที่คิดว่าตนได้รับการผ่าตัดพูดถึงอาการปวดไหล่ที่ลดลงคล้ายคลึงกัน

ไอรีน เทรซี หนึ่งในคณะผู้วิจัยจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดกล่าวว่า “การบรรเทาอาการปวดที่ผู้ป่วยได้รับเป็นเพียงผลจากปรากฏการณ์การรักษาหลอกเท่านั้น”  การศึกษาอื่นๆเผยให้เห็นว่าความคาดหวังถึงความเจ็บปวดที่ลดลงของผู้ป่วยสามารถแปรเปลี่ยนไปสู่ความเจ็บปวดที่ลดลงจริงได้อย่างไร ดูเหมือนความคาดหวังนี้จะไปกระตุ้นเส้นทางความเจ็บปวดขาลงของสมอง นำไปสู่การปล่อยโอปิออยด์ที่สังเคราะห์ขึ้นภายในสมอง ซึ่งไปขัดขวางสัญญาณความเจ็บปวดที่ส่งมาจากร่างกาย

ความเจ็บปวด
ระหว่างการผ่าตัด เบรนต์ บาวเวอร์ บรรเทาความเจ็บปวดด้วยการเล่นเกมเสมือนจริงที่ชื่อโลกหิมะ เรซา ฟีรูซาบาดี ศัลยแพทย์กระดูก ข้อ และการบาดเจ็บ ที่ศูนย์การแพทย์ฮาร์เบอร์วิวของคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยวอชิงตันใน ซีแอตเทิล กำลังทดสอบประสิทธิภาพของเกมที่พัฒนาโดย ฮันเตอร์ ฮอฟฟ์แมน จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ผู้บุกเบิกด้านการใช้ความจริงเสมือนหรือวีอาร์เพื่อบรรเทาการปวด บาวเวอร์ตกจากตึกสามชั้นและมีกระดูกหักหลายแห่งรวมทั้งกระดูกเชิงกราน การดึงแท่งหมุดยึดตรึงกระดูกออกจากเชิงกรานของเขา (ล่าง) โดยไม่มีวีอาร์นั้น “เจ็บปวดมากครับ” เขากล่าว  แท่งหมุดอีกอันถูกดึงออกพร้อมกับการใช้วีอาร์  “มันเป็นการเบี่ยงเบนความสนใจที่เพลิดเพลินมาก” เขาว่า  “และเจ็บปวดน้อยลงมาก”

ความเจ็บปวด

ความเป็นจริงเสมือน หรือวีอาร์ (virtual reality : VR)  อาจเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ช่วยลดความเจ็บปวด  ที่ห้องปฏิบัติการของลูอานา คอลโลกา นักประสาทวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์  ผู้ช่วยคนหนึ่งของคอลโลกามัดกล่องเล็กๆ ไว้ที่ปลายแขนซ้ายของผม ขณะที่ผมเอนตัวลงบนเก้าอี้ที่นุ่มสบาย อุปกรณ์นั้นเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านสายเคเบิล และสามารถเพิ่มระดับความร้อนและทำให้เย็นลงได้อย่างรวดเร็ว มือขวาของผมถืออุปกรณ์ควบคุมมีปุ่มที่ผมสามารถกดเพื่อหยุดความร้อนที่แขนได้

ในการทดลองครั้งแรกๆ คอลโลกาขอให้ผมกดปุ่มทันทีที่รู้สึกว่าอุปกรณ์เริ่มร้อน ในอีกสองสามรอบถัดไป  ผมต้องรอนานอีกเล็กน้อยจนกว่าอุปกรณ์จะร้อนขึ้นจนรู้สึกระคายเคือง  ในการทดลองรอบสุดท้ายผมต้องปิดเครื่องเมื่อรู้สึกร้อนจนทนไม่ไหว

จากนั้น คอลโลกาให้ผมทำการทดลองแบบเดียวกันอีกครั้งโดยสวมแว่นวีอาร์  ผมจมอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นมหาสมุทร เสียงเพลงผ่อนคลายขับกล่อมอยู่ในหู  ผมรู้สึกว่าอุปกรณ์ทำให้ผิวที่แขนร้อนขึ้นเป็นระยะๆ

ความเจ็บปวด

แฮนนา ลาบูน ผู้ทนทุกข์จากความเจ็บปวดในข้อต่อขากรรไกร มองดูการเคลื่อนไหวของแมงกะพรุนที่น่าหลงใหลผ่านชุดหูฟังและแว่นตาเสมือนจริงในห้องปฏิบัติการของลูอานา คอลโลกา  ฉากซึ่งเป็นหนึ่งในชุดภาพทะเลชวนผ่อนคลายถูกฉายไว้บนผนัง  คอลโลกาผู้ศึกษาด้านประสาทชีววิทยาของความเจ็บปวดที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ พบว่า วีอาร์ที่สร้างความบันเทิงแก่ผู้ป่วยมีส่วนช่วยลดความเจ็บปวดได้ “วีอาร์มีความสามารถพิเศษ” เธอกล่าว “ในการควบคุมการตอบสนองของร่างกายต่อความเจ็บปวด ทำให้อารมณ์ดีขึ้น และคลายความวิตกกังวล”

เมื่อการทดลองสิ้นสุดลง คอลโลกาให้ผมดูระดับอุณหภูมิที่ผมปล่อยให้อุปกรณ์ร้อนขึ้นในการทดลองทั้งหมด ตัวเลขที่อ่านได้จากอุปกรณ์ตั้งแต่ระดับที่ผมรู้สึกว่า“อุ่น” “ร้อน” และ “ร้อนจนทนไม่ไหว” ล้วนสูงกว่าเมื่อผมกำลังมีประสบการณ์ใต้สมุทร  โดยเฉพาะอุณหภูมิร้อนที่สุดที่ผมสามารถทนได้เพิ่มขึ้น 1.5 องศาเซลเซียส คือสูงถึง 47.7 องศาเซลเซียส ซึ่งตามความเห็นของคอลโลกาแล้วถือว่า “สูงมาก”  นั่นหมายความว่าคุณทนความเจ็บปวดในระดับที่สูงขึ้นมากได้ หากอยู่ในสภาพแวดล้อมนี้โดยมีเพลงที่ผ่อนคลายคลอไปด้วย” เธอกล่าว

คอลโลกาแสดงให้เห็นว่าปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดผลดีคือความบันเทิงจากประสบการณ์ดังกล่าวซึ่งช่วยให้ผู้ป่วยผ่อนคลายและลดความวิตกกังวล ไม่ว่าจะเป็นกลไกใดที่อยู่เบื้องหลังประสิทธิผลนี้ แพทย์ก็ใช้ความเป็นจริงเสมือนเพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยที่มีอาการเจ็บปวดเฉียบพลัน เช่น ผู้มีแผลไฟไหม้รุนแรงอยู่แล้ว คอลโลกาเชื่อว่ากลยุทธ์นี้พิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในการรักษาอาการปวดเรื้อรัง

เรื่อง  ยุธิจิต ภัตตาจาร์จิ

ภาพถ่าย เดวิด กุทเทนเฟลเดอร์, โรเบิร์ต คลาร์ก, 

โรบิน แฮมมอนด์, เครก คัตเลอร์, และมาร์ก ทีสเซน

*** อ่านสารคดีฉบับเต็มได้ในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับมกราคม 2563


สารคดีแนะนำ

อีกนานแค่ไหนสำหรับ วัคซีนโควิด-19

 

 

เรื่องแนะนำ

ไอดินและกลิ่นฝน : กลิ่นหอมจากนภาและพิภพ

ไอดินและกลิ่นฝน กลิ่นหอมจากธรรมชาติที่เกิดขึ้นในช่วงฝนตก ความทรงจำบางอย่างของคนเรามักเกี่ยวโยงกับประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่ง แสงแดดยามเย็นในฤดูหนาว อาจนำพาความทรงจำบางอย่างย้อนกลับมา บางครั้งอารมณ์และความรู้สึกในช่วงเวลานั้นยังแจ่มชัดแม้เวลาผ่านไปเนิ่นนาน เช่นเดียวกับช่วงเวลาเปลี่ยนผ่านฤดูร้อนสู่ฤดูฝน ไอดินและกลิ่นฝน อาจนำพาความรู้สึกและความทรงจำเก่าๆ ของเรากลับมาเช่นกัน ความรู้สึกสดชื่นในช่วงเวลาเม็ดฝนโปรยปราย เป็นความรู้สึกดีสำหรับใครหลายคน นักวิทยาศาสตร์สนใจเรื่องนี้มานานแล้ว และเชื่อกันว่า มนุษย์เราถูกถ่ายทอดความรู้สึก “ชื่นชอบ” และ “กระชุ่มกระชวย” ต่อฟ้าฝน มาจากบรรพบุรุษดั้งเดิมในยุคที่มนุษย์ทั้งหลายต้องอาศัยฝนเป็นหลักในการทำเกษตรกรรมเพื่อเลี้ยงชีพ สำหรับฉัน ไอดินและกลิ่นฝนทำให้ความทรงจำในวัยเด็กที่เติบโตในท้องทุ่งชนบทหวนคืนกลับมา หลังจากมาร่ำเรียนและทำงานในเมืองหลวง ทุกครั้งที่ฝนตก ฉันจะนึกถึงบรรยากาศบ้านไร่ปลายนาอยู่ทุกครั้ง ฉันจึงหาข้อมูลของกลิ่นดินและไอฝนที่ฉันรู้สึกประทับใจ จนพบคำตอบว่า กลิ่นทั้งสองชนิดนี้มีปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอยู่เบื้องหลัง กลิ่นฝน ในขณะที่สายฝนสาดกระเซ็นลงมาจากท้องฟ้า นอกจากการควบแน่นของไอน้ำที่หยดลงมาเป็นเม็ดฝน ยังเกิดปรากฏการณ์ฟ้าแลบหรือฟ้าผ้า ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆ ส่งผลให้โมเลกุลของก๊าซออกซิเจนบางส่วนในอากาศแตกตัวเป็นอะตอมของออกซิเจน และเกิดปฏิกิริยาขึ้นใหม่กลายเป็นแก๊ซโอโซน กลิ่นของโอโซนที่ลอยมาในอากาศก่อนช่วงฝนตกเป็นตัวบ่งชี้อย่างหนึ่งถึงสายฝนที่กำลังจะมาถึงในไม่ช้า และกลิ่นของแก๊ซโอโซนยังกระตุ้นให้มนุษย์รู้สึกสดชื่นเมื่อได้สูดดม ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท ไอดิน “หอมกลิ่นดิน” ฉันได้ยินคำนี้จากคนรุ่นพ่อรุ่นแม่พึมพำเวลาฝนตกใหม่ๆ ในภาษาอังกฤษ กลิ่นหอมของดินเรียกว่า เพตริเคอร์ (Petrichor) มีที่มาจากการรวมสองคำคือคำว่า “petros” หมายความว่า ก้อนหิน และ “ichor” แปลว่าของเหลวที่ไหลอยู่ในเส้นโลหิตของทวยเทพ โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียที่ศึกษาเรื่องกลิ่นหลังฝนตก […]

โลกร้อน กับวิกฤติหมอกควัน คลื่นความร้อนมรณะ และภัยหนาวสุดขั้ว

จากวิกฤติหมอกควันในแถบเอเชีย ถึงภัยหนาวสุดขั้วจากปรากฏการณ์ลมวนขั้วโลกในสหรัฐฯ และคลื่นความร้อนมรณะในออสเตรเลีย ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับภาวะโลกร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือไม่อย่างไร