De vele verschillende sensaties die ons lichaam ervaart, gaan gepaard met zeer complexe informatie-uitwisselingen in de hersenen, en het gevoel van pijn is geen uitzondering. Tot dusver, onderzoek heeft aangetoond hoe pijnintensiteit direct kan worden gerelateerd aan specifieke patronen van oscillatie in hersenactiviteit, die worden veranderd door de activering en deactivering van de 'interneuronen' die verschillende hersengebieden met elkaar verbinden. Echter, het blijft onduidelijk hoe het proces wordt beïnvloed door 'remmende' interneuronen, die voorkomen dat chemische berichten tussen deze regio's worden verzonden. Door nieuw onderzoek gepubliceerd in EPJ B , onderzoekers onder leiding van Fernando Montani aan het Instituto de Física La Plata, Argentinië, laten zien dat remmende interneuronen 20% uitmaken van het circuit in de hersenen dat nodig is voor pijnverwerking.

De ontdekking vertegenwoordigt een belangrijke vooruitgang in het begrip van onderzoekers van hoe ons lichaam en onze hersenen reageren op pijn. Het onderliggende circuit van het pijnproces omvat een specifieke configuratie van interneuronen, die elk specifieke paren van regio's met elkaar verbinden, of 'knooppunten' in de hersenen. Cruciaal, een bepaalde fractie van deze neuronen zal remmend werken; het variëren van de sterktes van de verbindingen die ze bieden. Om een ​​biologisch aannemelijk model te maken, Montani en collega's zouden eerst alle mogelijke verbanden tussen specifieke paren knooppunten moeten overwegen, en hun relatieve sterke punten bepalen. Binnen een structuur zo complex als de hersenen, echter, het zou vrijwel onmogelijk zijn om dit te doen door elke configuratie afzonderlijk te bekijken.

De onderzoekers overwonnen dit probleem met behulp van 'graph theory, ' die structuren bestudeert die bestaan ​​uit sets van knooppunten, die elkaars gedrag beïnvloeden via links van variabele sterktes. Met behulp van een nieuwe statistische benadering, ze schatten de signalen die door elke regio van een virtueel brein in een bepaalde configuratie worden geproduceerd, en hoe ver ze afwijken van realistische waarden. Uit hun eerste schattingen, Montani's team zou dan een realistische grafiek kunnen opbouwen door de invloeden van bepaalde schakels te versterken en te verzwakken. Hun analyse onthulde dat een configuratie waarbij 20% van alle interneuronen die geassocieerd zijn met het pijnproces, de informatieoverdracht remmen.