การทำให้ไว

การทำให้ไว หรือการไวสิ่งเร้า (อังกฤษ: Sensitization) เป็นการเรียนเชิงไม่สัมพันธ์หรือ non-associative ที่การได้รับสิ่งเร้าเดียวซ้ำ ๆ จะมีผลเป็นการตอบสนองเช่นรู้สึกเจ็บ ในระดับที่มากขึ้น ๆ การไวสิ่งเร้าบ่อยครั้งเป็นการตอบสนองเพิ่มต่อสิ่งเร้าทั้งหมวด นอกเหนือจากสิ่งเร้าเดียวที่ได้ซ้ำ ๆ ยกตัวอย่างเช่น การได้รับสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บซ้ำ ๆ อาจทำให้บุคคลตอบสนองต่อเสียงดังมากขึ้น

ประวัติ

ศ. ดร. เอริก แคนเดล เป็นบุคคลแรกที่ได้ศึกษามูลฐานทางประสาทของปรากฏการณ์นี้ โดยทำการทดลองต่าง ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 และ 1970 เกี่ยวกับรีเฟล็กซ์การหดเหงือกสำหรับหายใจ (gill) ของทากทะเล Aplysia ดร. แคนเดลและผู้ร่วมงานตอนแรกสร้างความเคยชิน (habituation) ให้กับรีเฟล็กซ์นี้ก่อน โดยสัมผัสท่อน้ำของทาก (ที่เชื่อมกับเหงือกหายใจ) อย่างซ้ำ ๆ เพื่อลดการตอบสนอง แล้วจับคู่สิ่งเร้าอันตรายเป็นกระแสไฟฟ้าที่หางทากร่วมกับการสัมผัสท่อน้ำ เป็นเหตุให้รีเฟล็กซ์การหดท่อฟื้นกลับมาอีก หลังจากทำให้ไวความรู้สึกเช่นนี้ การสัมผัสท่อน้ำอย่างเดียวจะทำให้ทากตอบสนองด้วยการหดเหงือกอย่างรวดเร็ว และความไวความรู้สึกเช่นนี้จะคงยืนเป็นเวลาหลายวัน ในปี พ.ศ. 2543 ดร. แคนเดลได้รับรางวัลรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ สำหรับงานวิจัยในกระบวนการเรียนรู้ทางนิวรอน

มูลฐานทางประสาทของการทำให้ไว

มูลฐานทางประสาทของการทำให้ไวเชิงพฤติกรรมบ่อยครั้งยังไม่ชัดเจน แต่ปกติดูเหมือนจะเป็นผลจากที่ตัวรับความรู้สึกเพิ่มโอกาสตอบสนองต่อสิ่งเร้า ตัวอย่างของการทำให้ไวทางประสาทรวมทั้ง

• การเร้าส่วนฮิปโปแคมปัสของหนูด้วยไฟฟ้าหรือสารเคมี จะทำให้การส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์ (synaptic signal) มีกำลังมากขึ้น เป็นกระบวนการที่เรียกว่า long-term potentiation (LTP) โดย LTP ของ AMPA receptor อาจเป็นกลไกของความจำและการเรียนรู้ในสมอง
• การเร้านิวรอนในฮิปโปแคมปัสและอะมิกดะลาในระบบลิมบิกอย่างซ้ำ ๆ ในที่สุดจะนำไปสู่การชักของสัตว์ทดลอง หลังจากทำให้ไว จะต้องมีการเร้าน้อยมากก่อนชัก กระบวนการเยี่ยงนี้ได้เสนอให้เป็นแบบจำลองของการชัก (kindling) ซึ่งเริ่มที่สมองกลีบขมับในมนุษย์ ที่การเร้าอย่างซ้ำ ๆ (เช่น ไฟกะพริบ) จะทำให้ชัก คนไข้ที่ชักเหตุสมองกลีบขมับบ่อยครั้งจะรายงานอาการต่าง ๆ เช่น ความวิตกกังวลและความซึมเศร้า ซึ่งอาจเป็นผลของการทำงานผิดปกติในระบบลิมบิก
• การไวต่อยาเสพติดมากขึ้นในกรณีติดยาเสพติด เป็นผลที่เพิ่มขึ้นของยาเนื่องจากการใช้ยาอย่างซ้ำ ๆ (ตรงข้ามกับการชินยา) ซึ่งเกิดร่วมกับการเปลี่ยนแปลงของการสื่อประสาทด้วยโดพามีนในวิถีประสาท mesolimbic ในสมอง ร่วมกับการเแสดงออกของโปรตีน delta FosB ที่มากขึ้นในวิถีประสาท mesolimbic การเรียนรู้แบบสัมพันธ์ (associative) อาจมีผลต่อการติดยา เพราะสิ่งเร้าในสิ่งแวดล้อมที่เชื่อมกับการใช้ยาอาจเพิ่มความต้องการยา ซึ่งอาจทำให้เสี่ยงการกลับมาใช้ยามากขึ้นสำหรับบุคคลที่กำลังเลิก
• การไวสารภูมิแพ้ - ร่างกายจะตอบสนองต่อสารภูมิแพ้เป็นสองระยะ คือระยะต้นและระยะปลาย ในระยะต้น Antigen-presenting cell จะเป็นเหตุให้ลิมโฟไซต์แบบ TH2 ตอบสนองด้วยการผลิต cytokine คือ interleukin-4 (IL-4) ซึ่งเป็นสารที่สัมพันธ์กับภูมิแพ้ ลิมโฟไซต์แบบ TH2 ยังมีปฏิกิริยาร่วมกับ B cell อีกด้วยโดยร่วมกันผลิตสารภูมิต้านทาน Immunoglobulin E ซึ่งไหลเวียนไปรอบ ๆ แล้วเข้ายึดกับหน่วยรับความรู้สึกของเซลล์แล้วทำให้เกิดการอักเสบ ในกรณีนี้ การไวสารภูมิแพ้โดยทั่วไปจึงหมายถึงตอนที่เริ่มตอบสนองต่อสารภูมิแพ้ การไวสารภูมิแพ้จะเกิดในช่วงอายุต่าง ๆ โดยเด็กเล็ก ๆ จะมีโอกาสเสี่ยงมากที่สุด มีการทดสอบต่าง ๆ เพื่อวินิจฉัยภาวะภูมิแพ้ ที่ใช้อย่างสามัญอย่างหนึ่งก็คือการใส่สารที่อาจทำให้แพ้บนผิวหนังของคนไข้ แล้วตรวจดูปฏิกิริยาที่เกิดจาก IgE ที่เฉพาะกับสารภูมิแพ้ งานศึกษาปี 2535 พบว่า IgE จะมีระดับสูงสุดก่อนอายุ 10 ขวบ และจะตกลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งถึงอายุ 30 ปี มีนักวิชาการบางพวกที่เชื่อว่า โลคัสของยีนจะต่าง ๆ กันสำหรับคนชาติพันธุ์ต่าง ๆ สำหรับโรคอักเสบ/ภูมิแพ้แบบเดียวกัน โดยงานทบทวนวรรณกรรมปี 2550 แสดงนัยว่า โรคหืดมีเหตุทางกรรมพันธุ์ที่โลคัสต่าง ๆ กันบนโครโมโซม ในระหว่างคนยุโรป ฮิสเปเนีย เอเชีย และแอฟริกา

การไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง

ในการไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (central sensitization) นิวรอนที่ส่งสัญญาณต่อจากโนซิเซ็ปเตอร์ในปีกหลังของไขสันหลัง จะไวความรู้สึกเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเสียหายหรือการอักเสบที่เนื้อเยื่อซึ่งเป็นจุดเริ่มส่งสัญญาณ เป็นกระบวนการที่เสนอว่า เป็นเหตุของความเจ็บปวดเรื้อรัง เพราะการไวความเจ็บปวดจะเปลี่ยนไปหลังจากมีการเร้าอย่างซ้ำ ๆ งานวิจัยในสัตว์แสดงอย่างคงเส้นคงวาว่า เมื่อเร้าด้วยสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บอย่างซ้ำ ๆ ขีดเริ่มเปลี่ยนของความเจ็บปวดจะเปลี่ยนไป ทำให้มีการตอบสนองที่แรงขึ้น

นักวิชาการเชื่อว่า ผลที่พบในการทดลองในสัตว์ จะมีอะไรที่คล้าย ๆ กันกับความเจ็บปวดในมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่น หลังจากการผ่าตัดเอาหมอนรองสันหลังที่ยื่นเบียดเส้นประสาทออก คนไข้อาจจะยังรู้สึกเจ็บต่อไป นอกจากนั้นแล้ว ทารกที่ขริบหนังหุ้มปลายองคชาตโดยไม่ได้ให้ยาชา ปรากฏว่ามีแนวโน้มที่จะตอบสนองแรงขึ้นเนื่องจากการฉีดยา การฉีดวัคซีน หรือวิธีการทางแพทย์อื่น ๆ การตอบสนองรวมทั้งร้องไห้มากขึ้น หัวใจเต้นเร็วขึ้น และหายใจเร็วขึ้น

การไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (central sensitization) เกิดขึ้นเมื่อโนซิเซ็ปเตอร์ที่มีใยประสาทแบบ C ส่งสัญญาณซ้ำ ๆ แล้วทำให้นิวรอนในปีกหลังของไขสันหลังตอบสนองเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เป็นกระบวนการที่เรียกว่า "wind-up" โดยเชื่อว่าหน่วยรับกลูตาเมตแบบ N-Methyl-D-aspartate (NMDA receptor) มีส่วนร่วม เป็นกระบวนการที่เป็นไปตราบชั่วที่ยังมีสิ่งเร้าอยู่

นอกจากนั้น การได้รับสิ่งเร้าอันตรายเป็นเวลานานจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระยะยาวต่อนิวรอนในปีกหลังของไขสันหลัง (เช่น allodynia) คล้ายกับ long-term potentiation (LTP) ที่เกิดในวงจรประสาทต่าง ๆ ในสมอง การกระตุ้นได้ง่ายขึ้นของนิวรอนในปีกหลังจะเป็นเหมือนกับการจำข้อมูลที่ได้จากโนซิเซ็ปเตอร์

ในคนไข้บางกรณี การตอบสนองที่แปรไปของนิวรอนในปีกหลังของไขสันหลัง จะมีผลลดระดับขีดเริ่มเปลี่ยนของความเจ็บปวดแล้วทำให้เจ็บเอง (spontaneous) ตัวอย่างหนึ่งที่น่าทึ่งก็คือ phantom limb pain ที่คนไข้ผ่าตัดเอาแขนขาออกแต่ต่อมายังรู้สึกเจ็บในส่วนอวัยวะที่ตัดออกไปแล้ว ซึ่งมีเหตุส่วนหนึ่งจากการใช้ยาสลบเมื่อผ่าตัดแต่ไม่ใช้ยาชาเฉพาะที่ ทำให้โนซิเซ็ปเตอร์และวงจรประสาทที่เกี่ยวข้องยังทำงานเมื่อกำลังตัด จึงเกิดกระบวนการไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (ที่ไขสันหลัง) ดังนั้น ต่อมาแพทย์จึงเริ่มใช้ทั้งยาสลบและยาชาที่ไขสันหลังเพื่อลดปัญหานี้

อนึ่ง แม้การไวเจ็บจะเริ่มมาจากการทำงานของโนซิเซ็ปเตอร์ แต่ผลของมันก็สามารถกระจายไปยังการรับความรู้สึกแบบอื่น ๆ เช่นตัวรับแรงกลที่มีขีดเริ่มเปลี่ยนต่ำ ดังนั้น สิ่งเร้าที่ปกติไม่ทำให้เจ็บเช่นสัมผัสเบา ๆ จะทำให้นิวรอนที่ส่งสัญญาณความเจ็บปวดในปีกหลังของไขสันหลังเริ่มทำงานแล้วทำให้รู้สึกเจ็บ ภาวะการเกิดความเจ็บปวดจากสิ่งเร้าที่ไม่เป็นอันตรายเรียกว่า allodynia ซึ่งสามารถเป็นอย่างคงยืนหลังจากประสบกับสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บเป็นชั่วโมง ๆ

การทำให้ไวข้ามกลุ่ม

การทำให้ไวข้ามกลุ่ม (Cross-sensitization) เป็นปรากฏการณ์ที่การไวต่อสิ่งเร้าหนึ่งกระจายไปไวกับสิ่งเร้าอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งมีผลขยายการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทั้งสองอย่าง ยกตัวอย่างเช่น ยาเสพติดมีผลให้ไวสารข้ามกลุ่ม โดยไวทั้งทางประสาทและพฤติกรรมที่ได้กำหนดแล้วอย่างชัดเจน เช่น การตอบสนองทางการเคลื่อนไหวที่ไวต่อสารอย่างหนึ่ง จะทำให้ตอบสนองทางการเคลื่อนไหวต่อสารอื่น ๆ อีกด้วย โดยนัยเดียวกัน การไวต่อรางวัล/ความรู้สึกเป็นสุข (reward sensitization) เพราะยาเสพติดชนิดหนึ่งอาจทำให้ไวต่อสารอีกอย่างหนึ่งด้วย (reward cross-sensitization) ซึ่งทำระบบรางวัลให้ไวต่อยาเสพติดในกลุ่มเดียวกัน หรือแม้แต่สิ่งเร้าตามธรรมชาติที่ก่อความสุขอื่น ๆ

โดยเป็นเหตุของพยาธิสภาพ

มีการแสดงนัยว่า กระบวนการนี้อาจเป็นเหตุเกิดหรือเป็นกลไกเกื้อหนุนพยาธิสภาพต่าง ๆ หลายอย่างที่ไม่สัมพันธ์กันรวมทั้ง การติดยาเสพติด ภูมิแพ้ โรคหืด และกลุ่มอาการที่ยังไม่สามารถอธิบายได้ทางการแพทย์ต่าง ๆ รวมทั้งไฟโบรไมอัลเจียและความไวต่อสารเคมีต่าง ๆ (multiple chemical sensitivity) ที่มีใช้อย่างทั่วไป การทำให้ไวยังอาจมีส่วนในโรคจิตต่าง ๆ รวมทั้งความผิดปกติที่เกิดหลังความเครียดที่สะเทือนใจ โรคตื่นตระหนก และความผิดปกติทางอารมณ์