Fantomsmerter: Ny forskning skal snyde hjernen
Hvordan behandler man smerte i en kropsdel, som ikke eksisterer? En forsker fra Aalborg Universitet forsker i, hvordan man kan snyde hjernen til at undgå fantomsmerter.

En ergoterapeut demonstrerer princippet bag spejlbehandling: Hvis patienten mangler den ene arm, sættes spejlet op, så den raske arm bliver reflekteret i spejlet. En del patienter vil nu opleve, at deres 'fantomarm' går i ét med armen, som de ser i spejlet - og dermed bliver smerterne lindret hos nogle patienter. I et nyt forsøg vil forskeren Bo Geng udvide spejlbehandlingen og samtidig stimulere patientens armstump med små elektriske stød. (Foto: Lise Brix)

Soldaten, der mister et ben i krigen. Fabriksmedarbejderen, som mister en arm i en maskine. Eller den gamle mand med sukkersyge, som må have foden amputeret.

60-80 procent af alle patienter, som får amputeret en legemsdel, oplever efterfølgende smerter i den manglende del af kroppen – kendt som fantomsmerter.

Fantomsmerter kan være meget smertefulde, men i dag findes der ingen effektiv måde at behandle dem på, fortæller Bo Geng, som forsker i fantomsmerter ved Aalborg Universitet.

»Undersøgelser viser, at kun omkring 30 procent af alle amputerede kan hjælpes med de nuværende behandlingsmuligheder mod fantomsmerter. Målet med mit projekt er at udvikle en ny og effektiv behandlingsform,« siger Bo Geng, som er postdoc ved Institut for Medicin og Sundhedsteknologi på Aalborg Universitet.

Hun er en af de 39 yngre forskere, som netop er blevet tildelt en såkaldt Sapere Aude: DFF-Forskertalent-bevilling af Det Frie Forskningsråd.

Tilfældig opdagelse af spejlets hemmelighed

For at forstå Bo Gengs forskningsprojekt skal historien imidlertid begynde et helt andet sted – i Californien tilbage i 1993.

Dengang havde den indiskfødte læge og forsker Vilayanur Ramachandran fået besøg af en patient med fantomsmerter på sit kontor på University of California i USA. Patienten havde fået amputeret sin arm efter en motorcykelulykke, og han havde været alvorligt plaget af fantomsmerter i omkring 10 år.

Professor Vilayanur Ramachandran har tidligere forklaret til Videnskab.dk’s journalist, at patienten følte det som om, at hans fantomarm var fastlåst i en lammet og sammenknuget position – og hverken medicin eller kirurgiske indgreb kunne få smerterne til at gå væk.

Ramachandran, som i dag er leder af Center for Hjerne og Kognition ved University of California. havde et spejl liggende på sit kontor, og han fik nu en tilfældig ide.

Smerter blev pludselig lindret

Ifølge Ramachandrans forklaringer satte han et spejl vinkelret op foran patientens brystkasse. Dermed blev mandens raske arm reflekteret i spejlet, og fra ptatienens synsvinkel så det ud som om, at han pludselig havde fået to arme igen.

»Så sagde jeg; ’bevæg dine rigtige fingre imens du kigger ind i spejlet,’ for på den måde ville han få det visuelle indtryk, at hans fantomarm bevægede sig. Og det utrolige var, at patienten så sagde ’Oh my God – min fantomarm bevæger sig igen. Og den sammenknugede smerte blev lindret,« har professor Vilayanur Ramachandran tidligere fortalt under en TED Talks konference.

Senere er denne måde at snyde hjernen til at mindske fantomsmerter blevet udbredt til store dele af verden. Behandlingen er blevet kendt som spejlterapi eller spejlbehandling, og i Danmark bruges spejlet af fysio- og ergoterapeuter på en række sygehuse.

Vil videreudvikle spejlet

Fakta

95 procent af alle amputerede patienter får fantomfornemmelser - en virkelighedsnær fornemmelse af, at den amputerede kropsdel stadig eksisterer.

60-80 procent af alle amputerede oplever decideret smerte i deres manglende kropsdel - kendt som fantomsmerter.

Fantomsmerter og -fornemmelser kan opstå efter amputation af alle kropsdele - også efter fjernelsen af eksempelvis et øje eller bryst, som er ramt af kræft.

Hos mange patienter forsvinder fantomsmerterne med tiden, men nogle patienter må leve med fantomsmerter hele livet.

Kun omkring 30 procent af alle patienter med fantomsmerter kan hjælpes med medicin.

Kilder: Dansk Smerteforskningscenter og Aalborg Universitet

Flere forskere påpeger dog, at spejlet ikke er en mirakelkur mod fantomsmerter, og undersøgelser har da også peget på, at behandlingen langt fra virker for alle patienter.

Men det vil forskeren Bo Geng fra Aalborg Universitet gerne lave om på. I sin forskning ønsker hun at videreudvikle spejlbehandlingen, så patienten ikke alene ser i spejlet, at den amputerede kropsdel ’er kommet tilbage’ – patientens hjerne skal også snydes til fysisk at kunne føle, at armen er der.

»Det er et almindeligt fænomen, at hvis man stimulerer stumpen efter for eksempel en amputeret arm, så kan patienten opleve det som om, at man rører fantomarmen. Man kan altså kunstigt skabe en fornemmelse af, at den manglende arm bliver berørt,« fortæller Bo Geng.

Elektriske stød skal give følelse i fantomet

Bo Geng forklarer, at hun vil stimulere stumpen af den amputerede kropsdel ved hjælp af bittesmå elektriske stød.

»Elektrisk stimulation rummer muligheden for at skabe en fornemmelse af berøring hos den amputerede patient – i stedet for smerte. Men vi skal finde ud af, hvordan vi mest optimalt stimulerer stumpen for at give denne her fornemmelse,« forklarer Bo Geng.

Den største udfordring bliver imidlertid at få det visuelle indtryk – altså det patienten ser i spejlet – til at stemme overens med det, som patienten oplever fra den elektriske stimulation, mener Bo Geng.

»Det bliver helt klart det mest udfordrende, og jeg arbejder stadig på at finde en made at løse det på,« siger Bo Geng.

Hvad er fantomsmerter egentlig?

Men hvorfor skulle det overhovedet kunne hjælpe mod fantomsmerter at opleve synet og følelsen af den manglende kropsdel?

For at forstå dette skal vi først have et indblik i, hvad fantomsmerter egentlig er.

En af de ældste teorier går ud på, at de mystiske smerter opstår, fordi nerverne bliver skåret over, når kropsdelen amputeres. Dermed bliver de ituskårne nerveender ved med at sende fejlagtige beskeder til hjernen om, at den amputerede kropsdel fortsat findes og er i smerte.

Denne teori gjorde den anerkendte canadiske psykologiprofessor Ronald Melzack imidlertid op med i 1965, da han fremsatte en ny teori i det videnskabelige tidsskrift Science. Her postulerede han, at fantomsmerter - og alle andre former for smerte - ikke opstår i kroppen, men i hjernen.

Fortsat usikkerhed om, hvorfor fantomsmerter opstår

I dag er forskerne fortsat uenige om, hvor kilden til fantomsmerter sidder. En af de nyere teorier går ud på, at smerterne opstår, fordi hjernen pludselig begynder at modtage modstridende sanseinformationer (sensorisk feedback), når kropsdelen pludselig mangler.

Fakta

Sapera Aude er Det Frie Forskningsråds karriereprogram, der sigter på at udvikle de dygtigste forskeres evner, nationalt og internationalt.

Sapere Aude-programmet foregår på tre niveauer:

- DFF-Forskertalent (adjunkt- og postdocniveau)
- DFF-Forskningsleder (lektorniveau)
- DFF-Topforsker (professorniveau)

39 yngre forskere er netop blevet tildelt en Sapere Aude: DFF-Forskertalent-bevilling - se hvem modtagerne er her

»Det er denne her teori, som mit projekt bygger på. Der er fortsat stor usikkerhed om, hvorfor fantomsmerter opstår, men vi synes, at feedback-teorien virker lovende,« siger Bo Geng.

Bo Geng forklarer teorien med et eksempel: Når vores hånd skal holde om en kop, kræver det mange former for sensorisk feedback – selvom vi ikke tænker over det. Følelsessansen giver eksempelvis vores hjerne besked om, hvor hårdt vi skal holde på koppen for ikke at tabe den (eller knuse den, hvis der er tale om en engangskop).

»I mellemtiden kan vores krop også sanse håndens bevægelser og position, og det får hjernen også besked om. Det visuelle feedback til hjernen fra øjnene kan også hjælpe med at koordinere koppen, så vi fører den op til munden og ikke ind i øjet,« siger Bo Geng og tilføjer.

»Dette her er bare et simpelt eksempel på de mange sensoriske feedback, som vores hjerne modtager, når vi udfører en dagligdags opgave. Men for amputerede personer er det en anden sag.«

Fantomarm kan stadig bevæge sig

Mange personer, som har fået amputeret en kropsdel, oplever, at eksempelvis den manglende arm – fantomarmen – stadig kan bevæge sig.

Dermed får hjernen altså stadig informationer om bevægelse i armen, siger Bo Geng – men det stemmer ikke overens med de andre sanseinformationer, som hjernen modtager. Eksempelvis giver øjnene besked om, at der ikke er nogen arm – for fantomarmen er naturligvis usynlig.

»Selvom hjernen kan fornemme, at der er bevægelse i fantomarmen, så får den ikke noget visuelt feedback eller berøringsfeedback om det. Det betyder, at hjernen får modstridende informationer, og det bliver fortolket som smerter,« siger Bo Geng, som understreger, at der fortsat kun er tale om en teori.

Skal give hjernen de manglende informationer

Ideen bag Bo Gens projekt er således at give hjernen nogle af de sanseinformationer som den mangler – synet af den manglende arm i spejlet skal give hjernen visuel feedback om, at armen er findes, mens den elektriske stimulation skal snyde hjernen til at tro, at den kan mærke armen.

»Det er hele ideen i projektet – at vi kunstigt kan skabe den berøringsfeedback og visuelle feedback, som mangler hos personer, der er blevet amputerede. Og vi vil prøve at give hjernen denne feedback på en koordineret måde, så patienterne ved gentagen træning kan opnå at få gennemtrumfet nogle normale sensoriske processer i hjernen. Og så er håbet jo, at det får fantomsmerterne til at gå væk,« siger Bo Geng.

Indtil videre har hun kun afprøvet den elektriske stimulation på en enkelt patient, men fremover vil hun gerne have flere amputerede patienter til at deltage i forsøget.

Hendes nye forskningstalentbevilling fra Det Frie Forskningsråd, vil hun blandt andet bruge til et forskningsophold i hendes hjemland Kina.

Nogle af Bo Gengs kolleger på Aalborg Universitet har netop modtaget EU-støtte til et andet forskningeprojekt i nye behandlingsmetoder mod fantomsmerter, hvilket du kan læse mere om i denne pressemeddelelse.

 

To andre eksempler på modtagere af den såkaldte Sapere Aude: DFF-Forskertalent-bevilling af Det Frie Forskningsråd.

På vej mod skræddersyet diabetesmedicin

En af bevillingsmodtager er Anna Jonsson fra Københavns Universitet. Hun er i gang med at undersøge, hvordan forstyrrelser i tarmens inkretinsystem i samspil med genetiske og patofysiologiske mekanismer påvirker udviklingen af type 2-diabetes.

Sammen med kolleger foretager hun en særlig kombination af målinger af fænotyper og genotyper i en stor velkarakteriseret kohorte af individer, som har øget risiko for udvikling af diabetes. Resultaterne heraf vil forhåbentlig give mulighed for at identificere nye potentielle mål for individualiseret forebyggelse og skræddersyet behandling af diabetes.

Kan nationers velstand forklares med evolution?

En anden af bevillingsmodtagerne er Marc P. B. Klemp, der arbejder med evaluering af eksisterende hypoteser om, at individer med en arvelig tilbøjelighed til moderat fertilitet kan have haft en evolutionær fordel siden menneskehedens oprindelse.

Hypoteserne postulerer, at disse individer har haft en genetisk prædisposition mod kvaliteten – på bekostning af kvantiteten – af afkom, og at denne har resulteret i en forhøjet reproduktion i efterfølgende generationer. Mekanismen kan potentielt have katalyseret overgangen fra årtusinders stagnation til moderne vækst og den demografiske transition.

Ovenstående to eksempler er kopieret fra en pressemeddelelse fra Det Frie Forskningsråd om uddelingen af  Sapere Aude: DFF-Forskertalent-bevilling.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud