เซลล์ประสาทช่วงไดนามิกกว้าง ( WDR ) ถูกค้นพบครั้งแรกโดยเมนเดลล์ในปี 1966 ^{[ 1 ]}การศึกษาในช่วงแรกเกี่ยวกับเซลล์ประสาท นี้ ได้สร้างสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีการควบคุมประตูของความเจ็บปวดแนวคิดพื้นฐานคือสิ่งเร้าที่ไม่เจ็บปวดจะปิดกั้นเส้นทางสำหรับสิ่งเร้าที่เจ็บปวด ยับยั้งการตอบสนองที่อาจเจ็บปวด^{[ 2 ]}ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ประสาท WDR มีหน้าที่รับผิดชอบต่อการตอบสนองต่อทั้งสิ่งเร้าที่เจ็บปวดและไม่เจ็บปวด และแนวคิดที่ว่าเซลล์ประสาทเหล่านี้ไม่สามารถสร้างการตอบสนองมากกว่าหนึ่งอย่างพร้อมกันได้ เซลล์ประสาท WDR ตอบสนองต่อ สิ่งเร้า ทางประสาทสัมผัส ทุกประเภท ประกอบขึ้นเป็นเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ที่พบในคอลัมน์สีเทาด้านหลังและมีความสามารถในการสร้างการตอบสนองระยะไกล รวมถึงการตอบสนองที่รับผิดชอบต่อความเจ็บปวดและอาการคัน

เซลล์ประสาท WDR พบได้ในคอลัมน์สีเทาด้านหลังของไขสันหลัง [ ^{3 ]}บริเวณนี้ของไขสันหลังมีเซลล์ประสาทสองประเภทที่แตกต่างกันซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการความเจ็บปวด ได้แก่ เซลล์ประสาท WDR และ เซลล์ประสาท ^รับความเจ็บปวดเฉพาะ (NS) ^{[ 4 ]}ตามชื่อที่บ่งบอก เซลล์ประสาท NS จะให้การตอบสนองระยะสั้นที่เฉพาะเจาะจง^{[ 5 ]}เซลล์ประสาท WDR สามารถให้การตอบสนองระยะยาวสำหรับสิ่งเร้าที่หลากหลาย ทำให้พวกมันสามารถช่วยระบุตำแหน่งและความรุนแรงของการกระตุ้นที่เจ็บปวด (การแยกแยะทางประสาทสัมผัส) ^{[ 4 ] [ 6 ]}

เซลล์ประสาท WDR แตกต่างจากเซลล์ประสาทอื่นๆ ส่วนใหญ่ตรงที่เชื่อกันว่าเซลล์ประสาทเหล่านี้มีสิ่งที่เรียกว่า 'wind up' ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของการตอบสนองเพิ่มขึ้นตามความถี่ของสิ่งเร้าที่เพิ่มขึ้น^{[ 7 ]}เซลล์ประสาทอื่นๆ ส่วนใหญ่จะปล่อยศักย์ไฟฟ้า ซ้ำๆ ที่มีขนาดเท่ากันเพื่อตอบสนองต่อความเข้มข้นของสิ่งเร้าที่เพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของสิ่งเร้าจะเพิ่มความถี่ของศักย์ไฟฟ้าเท่านั้น ไม่ใช่ขนาดของศักย์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เซลล์ประสาท WDR แสดงความเข้มข้นของศักย์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีการนำเสนอสิ่งเร้ามากขึ้น^{[ 7 ]}ซึ่งช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นของไซแนปส์^{[ 7 ]}และสร้างความยืดหยุ่นในการตอบสนองของเซลล์ประสาท แม้ว่าสิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตบ้าง แต่การกระตุ้นเซลล์ประสาทมากเกินไปนี้อาจส่งผลให้เกิดอาการปวดเรื้อรังได้^{[ 4 ]}

เมื่อมีสิ่งเร้าที่ทำให้เกิดความเจ็บปวด จะมีสองเส้นทางที่สามารถเกิดขึ้นได้ เซลล์ ประสาทรับความเจ็บปวดในRexed lamina 1 จะได้รับความเสียหาย หรือเซลล์ประสาท WDR จะได้รับความเสียหาย^{[ 8 ]}เซลล์ประสาท WDR สามารถตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า กลไก และความร้อนได้^{[ 9 ]}ไขสันหลังส่วนหลังมีความยืดหยุ่นที่บกพร่อง ซึ่งกระตุ้นให้เกิดอาการปวดเส้นประสาทหลังจากการบาดเจ็บของเส้นประสาท สิ่งนี้ทำให้เกิดการกระตุ้นมากเกินไปดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ส่งผลให้เกิดอาการปวดเรื้อรัง^{[ 10 ]}เส้นทางความเจ็บปวดที่เป็นเอกลักษณ์ของเซลล์ประสาท WDR ช่วยให้สามารถใช้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งเร้าเพื่อกำหนดความรุนแรงของความเจ็บปวดผ่านการแยกแยะทางประสาทสัมผัสได้

ความเจ็บปวดในร่างกายของเรามีสองประเภทหลัก ได้แก่ ความเจ็บปวดที่เกิดจากความเสียหายของเนื้อเยื่อ และความเจ็บปวดที่เกิดจากความเสียหายของเส้นประสาท ความเจ็บปวดจากตัวรับความรู้สึกทำหน้าที่เป็นสัญญาณเตือนหรือสัญญาณบ่งบอกถึงความเสียหายของเนื้อเยื่อ และทำหน้าที่รักษาความสมดุลและการทำงานของร่างกาย ความเจ็บปวดนี้ถูกส่งสัญญาณโดยการทำงานร่วมกันของทั้ง ระบบประสาท ส่วนปลายและระบบประสาทส่วนกลาง [ ^{11 ] ความ}เจ็บปวดอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าความเจ็บปวดจากเส้นประสาท เกิดจากปัญหาหรือโรคโดยตรงที่ส่งผลกระทบต่อเส้นประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง^{[ 11 ]}

อาการปวดประสาทเรื้อรัง ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยของอาการปวดประสาทนี้ มีลักษณะเด่นคืออาการปวดที่คงอยู่นานและมีความรุนแรงสูง แม้ว่าจะยังไม่ทราบสาเหตุโดยตรงของอาการปวดเรื้อรังนี้มากนัก แต่ก็มีการเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาท WDR เซลล์ประสาทเหล่านี้แสดงการกระตุ้นอย่างมีนัยสำคัญจากการกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก ในขณะที่เซลล์ประสาทอื่นๆ เช่น เซลล์ประสาท NS ไม่แสดงการกระตุ้นในระดับเดียวกัน^{[ 12 ]}การปิดกั้น เส้นทางระบบ ประสาท ซิมพาเทติก ดูเหมือนจะช่วยลดอาการปวด และเมื่อเปิดเส้นทางอีกครั้ง อาการปวดก็ยังคงอยู่ ซึ่งบ่งชี้ว่าหนึ่งในกลไกที่ซับซ้อนหลายอย่างที่ก่อให้เกิดอาการปวดประสาทเรื้อรังนี้คือการกระตุ้นเซลล์ประสาท WDR มากเกินไปจากการกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก^{[ 11 ]}

อีกแง่มุมหนึ่งที่มีบทบาทในอาการปวดจากระบบประสาทคือช่องรับสัญญาณชั่วคราวที่เรียกว่าTRPA1ช่องนี้เป็นที่ทราบกันดีว่ามีอิทธิพลต่อการบาดเจ็บและโรคเรื้อรัง เช่น การอักเสบ เบาหวาน ไฟโบรมัยอัล เจีย หลอดลมอักเสบและถุงลมโป่งพอง [ ^{13 ] เซลล์}ประสาท WDR เป็นส่วนสำคัญของระบบรับความรู้สึกทางกาย ช่วยในการส่งและรับสัญญาณตามการเปลี่ยนแปลงทางประสาทสัมผัสในร่างกาย ช่อง TRPA1 มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิและความรู้สึกเจ็บปวดใน เซลล์ประสาท รับความรู้สึกหลักและพบมากในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเจ็บปวดในปมประสาทรากหลัง^{[ 14 ]}การยับยั้ง TRPA1 เป็นที่ทราบกันดีว่ามีส่วนทำให้เกิดโรคอักเสบและโรคทางระบบประสาทต่างๆ โดยการขยายความเจ็บปวดและความไวเกิน^{[ 13 ]}นี่เป็นพื้นที่การศึกษาที่มีประโยชน์ในการศึกษาและเรียนรู้ต่อไปถึงวิธีการกำหนดเป้าหมายและควบคุมแง่มุมต่างๆ ของโรคอักเสบเรื้อรังและโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางประสาทสัมผัสที่เซลล์ประสาท WDR มีบทบาท

นอกจากนี้ เส้นทางอาการคันยังเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาท WDR ด้วย เนื่องจากเส้นทางอาการคันและอาการปวดมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด เนื่องจากมีช่องรับสัญญาณชั่วคราวอยู่ในเส้นทางอาการปวด จึงมีช่องรับสัญญาณชั่วคราวอยู่ในเส้นทางอาการคันเช่นกัน ในเส้นทางอาการคัน เมื่อช่องรับสัญญาณชั่วคราวถูกกระตุ้น จะทำให้เกิดอาการคันขึ้นได้ อาการคันยังสามารถควบคุมได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (สูงเกินไปหรือต่ำเกินไป) เช่นเดียวกับอาการปวด กลไกการควบคุมนี้เกิดขึ้นเมื่อสิ่งเร้ามีอุณหภูมิต่ำมากหรือสูงมาก ความไวของสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งเร้าจะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าอาการปวดหรือคันที่เกิดขึ้นจะมากขึ้นที่อุณหภูมิเหล่านั้นเมื่อเทียบกับอุณหภูมิห้อง^{[ 15 ]}แม้ว่าเส้นทางเหล่านี้จะแสดงความคล้ายคลึงกันหลายอย่าง แต่ก็ยังมีกลไกอื่นๆ ที่สามารถควบคุมความรู้สึกคันได้ เช่น กลไกผ่านปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาทและสาร P ^{[ 16 ]}

การถ่ายภาพสมองแสดงให้เห็นกิจกรรมที่คล้ายคลึงกันในหลายพื้นที่ของสมอง เช่น บริเวณพรีฟรอนทัล บริเวณมอเตอร์เสริมคอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ คอ ร์เทกซ์อินซูลาร์ด้านหน้าและอื่นๆ อีกมากมายเมื่อบริเวณที่เกี่ยวข้องกับอาการคันและปวดถูกกระตุ้น^{[ 14 ]}ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเส้นทางทั้งสองนี้จะช่วยให้เข้าใจเซลล์ประสาท WDR ได้ดียิ่งขึ้น