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

NGT x SaySci Ep.10 “วิทยาศาสตร์เบื้องหลังช็อกโกแลต”

พวกเราหลายคนชื่นชอบการทานช็อกโกแลต เราเสพติดในความหอมหวาน และรสชาติอันน่าหลงใหล แต่เหตุผลกลไกอะไรในสมองของเรา ที่ทำให้เราโหยหาของหวานสีเข้มชนิดนี้? วิทยาศาสตร์มีคำตอบ

ถอดรหัส แพทย์แผนจีน : ตำรายาหลวงจักรพรรดิมังกร

วิทยาศาสตร์และการแพทย์แผนปัจจุบันกำลังพยายามถอดรหัสเพื่อเรียนรู้ศาสตร์เก่าแก่โบราณอย่าง แพทย์แผนจีน ที่ช่วยชีวิตผู้คนมานานนับพันปี สิ่งที่พวกเขาค้นพบอาจช่วยหลอมรวมศาสตร์การแพทย์จากตะวันตกและตะวันออกเข้าด้วยกัน เพื่อช่วยชีวิตผู้คนในยุคศตวรรษที่ 21

ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูอื่นเพราะเหตุใด

เรามักจะรู้สึกว่า ช่วงวันเวลาของ ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูอื่นๆ เหตุการณ์นี้สังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนในประเทศแถบซีกโลกเหนือ ส่วนประเทศในเขตร้อนที่อยู่ใกล้แนวเส้นศูนย์สูตร อาจจะไม่เห็นความแตกต่างมากนัก สำหรับเหตุการณ์ ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูกาลอื่นนั้นมีคำตอบอยู่ที่ มุมเอียงของแกนโลก และการโคจรรอบดวงอาทิตย์ เพราะแกนโลกเอียง เมื่อเรามองโลกจากห้วงอวกาศ เราจะเห็นว่าโลกมีลักษณะเป็นทรงเกือบกลม อย่างไรก็ตาม โลกของเราไม่ได้ตั้งเป็นแนวตรงเสียทีเดียว แต่มีมุมเอียงประมาณ 23.5 องศา เนื่องจากการเอียงของแกนโลก ประกอบกับการโคจรรอบดวงอาาทิตย์ จึงทำให้ซีกหนึ่งของโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ และอีกซีกหนึ่งเอียงออกห่างดวงอาทิตย์ เหตุเพราะแกนโลกเอียง จึงทำให้แสงอาทิตย์ส่องกระทบแตกต่างกันในแต่ละฤดูกาล ในช่วงฤดูร้อน ซีกโลกเหนือจะเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ ซึ่งส่งผลให้มีช่วงกลาววันที่ยาวนาน แต่ในฤดูหนาว ซีกโลกเหนือเอียงออกห่างจากดวงอาทิตย์ จึงเป็นผลให้มีช่วงกลางวันที่สั้นกว่าฤดูร้อน รวมไปถึงอุณหภูมิก็จะลดต่ำลงในช่วงฤดูหนาวด้วย เนื่องจากรังสีจากดวงอาทิตย์ตกกระทบยังซีกโลกเหนือน้อยลง แล้วเป็นเช่นนี้เหมือนกันทั้งโลกเลยหรือ ในขณะที่เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ซีกโลกเหนือ แต่ไม่ใช่จะเกิดขึ้นกับพื้นที่อื่นๆ ของโลก ในซีกโลกใต้จะให้ผลในทางตรงกันข้าม หรือประเทศที่อยู่แถบเส้นศูนย์สูตร ช่วงเวลากลางวันและกลางคืนแทบไม่แตกต่างกัน เรื่องที่น่าสนใจคือ ในระหว่างช่วงฤดูหนาวที่หลายประเทศต้องเผชิญกับช่วงกลางคืนที่ยาวนาน แต่บางพื้นที่ต้องพบกับความมืดมิดตลอดทั้งวันและคืน เช่น เมืองทรอมโซ ประเทศนอร์เวย์ เนื่องจากพื้นที่ดังกล่าวเอียงออกห่างจากดวงอาทิตย์จนแสงอาทิตย์เดินทางไปไม่ถึง สำหรับประเทศไทยที่อยู่ตั้งอยู่ใกล้กับแนวเส้นศูนย์สูตร ช่วงเวลากลางวันและกลางคืนในฤดูอาจไม่แตกต่างกันมากอย่างประเทศในเขตอบอุ่น เนื่องจากได้รับแสงแดดตลอดทั้งปี แม้จะรู้สึกได้บ้างในช่วงฤดูหนาวในประเทศไทย ที่คนส่วนใหญ่จะรู้สึกว่ามืดเร็วกกว่าฤดูอื่นๆ แต่ก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตประจำวัน แตกต่างกับประเทศในซีกโลกเหนือ […]