Bloccare direttamente i segnali di dolore nei nervi periferici prima di raggiungere il midollo spinale ha il potenziale per diverse applicazioni nella terapia del dolore, come l'osteoartrite al ginocchio e la sindrome dell'arto fantasmapost-amputazione 1,2,3,4. In generale, tali interventi di terapia del dolore ridurrebbero o eliminerebbero gli effetti collaterali sistemici osservati negli attuali anestetici e analgesicifarmaceutici 1,2.
Due tipi di misurazioni elettrofisiologiche complementari possono essere registrate dal midollo spinale lombare per valutare l'attivazione sensoriale periferica: potenziali di campo locale (LFP)3,4 e registrazioni a ampio intervallo dinamico (WDR)5,6,7 singoli neuroni. La LFP può essere registrata dalle colonne dorsali spinali. Vengono utilizzati per misurare l'attivazione dell'intero nervo sciatico; la LFP rappresenta le risposte di molte cellule, inclusi i potenziali postsinaptici eccitatori nelle dendriti e i potenziali d'azione registrati dai terminali soma e assonico. Sono stati utilizzati per studiare la neuroplasticità del midollospinale 3 e gli effetti di mitigazione del dolore della stimolazione elettrica del midollospinale 8. Dai segnali LFP, si può misurare l'ampiezza di grandi Aα/β mielinizzati così come l'ampiezza delle fibre Cnon mielinizzate 3. I neuroni WDR sono presenti nel corno dorsale del midollo spinale L4 e L5. Questi neuroni sono multi-recettivi; ricevono e trasmettono fedelmente input da tutte le sottoclassi di neuroni sensoriali: fibre Aδ e C nocicettive, e fibre Aα/β non nocicettive 7,9,10,11. Pertanto, in base alla latenza rispetto allo stimolo sensoriale, l'attività dei neuroni WDR fornisce informazioni dettagliate sull'attività sensorialeperiferica 5. Tali registrazioni sono state utilizzate in precedenza per valutare blocchi sensoriali utilizzando corrente continua (DC)9 e corrente alternata a frequenza kilohertz (KHFAC)10. Entrambe le tecniche utilizzano la latenza dei segnali registrati per discriminare tra le varie sottoclassi di fibre sensoriali periferiche; ciò è dovuto alle diverse velocità di conduzione delle sottoclassi di fibrenervose 12. I segnali sono complementari perché le registrazioni LFP riflettono l'attività dell'intero nervo sciatico ma possono distinguere solo Aα/β dalle fibre C e non rilevano Aδ,13,14. Allo stesso tempo, le registrazioni WDR riflettono l'attività di una sottopopolazione di fibre sciatiche ma possono discriminare Aα/β, Aδ e fibreC 7,9,10,11. Questo svantaggio può essere superato con array di elettrodi multicontatto per registrare simultaneamente più neuroniWDR 15.
Diversi sottotipi di fibre nervose periferiche trasmettono diversi tipi di segnali sensoriali o motori. Ad esempio, le grandi fibre sensoriali mielinizzate trasmettono segnali tattili mentre le fibre più piccole e non mielinizzate trasmettono segnali di dolore 16,17,18. Quando si valutano le tecnologie di blocco nervoso, è importante capire quali sottotipi di fibre sono principalmente colpiti, poiché sarebbe clinicamente vantaggioso bloccare i segnali del dolore preservando la sensazione tattile. Inoltre, sono state osservate proprietà temporali complesse del blocco nervoso periferico. Ad esempio, lidocaina anestetica locale blocca inizialmente solo le fibre C non mielinizzate, poi procede a bloccare le fibre mielinizzate piùtardi 19. Dopo un blocco completo di tutte le fibre nervose con lidocaina, sono state osservate anche differenze di tipo di fibra nel recupero dal blocco20. La tecnica elettrofisiologica descritta qui consente ai ricercatori di chiarire le proprietà temporali delle metodologie di blocco dei nervi periferici sulle varie sottopopolazioni di fibre nervose sensoriali. Ad oggi, abbiamo utilizzato questo metodo per valutare il blocco usando il blocco elettrico a correntecontinua 21,22,il blocco elettrico a corrente alternata a frequenza kilohertz e la fotobiomodulazione usando lunghezze d'onda infrarossevicine 24,25. Queste tecniche sarebbero inoltre adatte per indagare altri interventi che agiscono localmente su un nervo periferico, come il freddo, il calore e le iniezionichimiche 26,27,28.
La valutazione delle terapie per nervi periferici spesso utilizza modelli di malattia come infiammatorio29 o dolore neuropatico30 combinati con test comportamentali di ipersensibilità meccanica etermica 31. I metodi elettrofisiologici descritti qui possono quantificare i cambiamenti nell'attività neurale che contribuirebbero a una riduzione della sensazione di dolore. Inoltre, possono fornire dati utili su eventuali effetti indesiderati del blocco nervoso periferico, come il blocco di grandi fibre sensoriali coinvolte nella sensazione tattile.