För en miljard människor över hela världen kan symtomen vara förödande: bankande huvudvärk, illamående, suddig syn och trötthet som kan hålla i flera dagar. Men hur hjärnaktivitet utlöser denna mest allvarliga huvudvärk - migrän - har länge förbryllade forskare.

En studie 1på möss, publicerad iVetenskapDen 4 juli ger nu ledtrådar till de neurologiska händelserna som utlöser migrän. Det antyder att en kort hjärnförlust - när neuronal aktivitet stoppar - tillfälligt ändrar innehållet i cerebrospinalvätskan, den klara vätskan som omger hjärnan och ryggmärgen. Denna förändrade vätska tros transporteras genom ett tidigare okänt gap i anatomin till nerver i skallen, där den aktiverar smärta och inflammatoriska receptorer och orsakar huvudvärk.

"Detta arbete är en omprövning av hur vi ser ursprunget till huvudvärk," säger Gregory Dussor, en neurolog vid University of Texas i Dallas i Richardson. "En huvudvärk kan helt enkelt vara ett allmänt varningstecken på att det finns många saker som händer i hjärnan som inte är normala."

"Migrän är faktiskt skyddande i detta avseende. Smärtan är skyddande eftersom den säger personen att vila och återhämta sig och sova," säger medförfattare Maiken Nedergaard, en neurolog vid University of Köpenhamn.

Smärtfri hjärna

Själva hjärnan har inga smärtreceptorer; Känslan av huvudvärk kommer från områden utanför hjärnan, belägen i det perifera nervsystemet. Men hur hjärnan, som inte är direkt kopplad till det perifera nervsystemet, aktiverar nerver för att orsaka huvudvärk är dåligt förstått, vilket gör dem svåra att behandla.

Forskare som arbetar med en musmodell av en specifik typ av huvudvärk som kallas aurikulär migrän avsåg att undersöka detta. En tredjedel av migrän drabbas av en fas före deras huvudvärk, känd som en aura, som har symtom som illamående, kräkningar, känslighet för ljus och domningar. Det kan pågå från fem minuter till en timme. Under aura upplever hjärnan en depression som kallas kortikal spridning (CSD) när neuronal aktivitet stannar under en kort tid.

Studier av migrän antydde att huvudvärk inträffar när molekyler i cerebrospinalvätskan dränerar från hjärnan och aktiverar nerverna i meninges, skikten som skyddar hjärnan och ryggmärgen.

Nedergaards team ville utforska om det fanns liknande läckor i cerebrospinalvätskan som aktiverar trigeminalnerven, som rinner genom ansiktet och skallen. Nervgrenarna ansluter sig i trigeminal ganglion vid botten av skallen. Detta är ett nav för att vidarebefordra sensorisk information mellan ansiktet och käken till hjärnan och innehåller receptorer för smärta och inflammatoriska proteiner.

nervers bunt

Författarna uppfödde möss som upplevde CSD: er och analyserade rörelsen och innehållet i deras cerebrospinalvätska. Under en CSD fann de att koncentrationerna av vissa proteiner i vätskan sjönk till mindre än hälften av deras vanliga nivåer. Nivåerna av andra proteiner fördubblats, inklusive smärtöverföringsproteinet CGRP, som är ett mål för migränläkemedel.

Forskarna upptäckte också ett tidigare okänt gap i de skyddande skikten runt den trigeminal ganglion som gör att cerebrospinalvätska kan rinna in i dessa nervceller. De testade därför om spinalvätskor med olika proteinkoncentrationer påverkade trigeminalnerverna i kontrollmöss.

Vätskan som samlades in strax efter en CSD ökade aktiviteten hos trigeminala nervceller - vilket tyder på att huvudvärk kunde utlösas av smärtsignaler från dessa aktiverade celler. Vätska som samlades in 2,5 timmar efter att CSD: er inte hade samma effekt.

"Vad som än släpps i cerebrospinalvätskan bryts ned. Så det är ett kortvarigt fenomen," säger Nedergaard.

"Det visar verkligen denna vackra potentiella interaktion i hur en förändring i hjärnan kan påverka periferin. Det kan finnas ett utbyte mellan dessa två komponenter i nervsystemet, och vi borde vara mer medvetna om det," säger Philip Holland, en neurolog vid King's College London.

Dussor föreslår att framtida studier bör undersöka varför proteinerna i ryggraden som träffar Trigeminal ganglion orsakar huvudvärk och inte en annan typ av smärta. "Detta kommer att ta upp många intressanta frågor i branschen och kommer förmodligen att vara utgångspunkten för många nya forskningsprojekt."