Vasopressin og smerteopfattelse i hjernen

Formålet med denne forskning er at undersøge, hvordan vasopressin (AVP) påvirker de neurale mekanismer forbundet med observationsinduceret analgesi. Mere specifikt vil efterforskerne bestemme, hvordan observation af en anden person, der oplever analgesi, former efterfølgende adfærdsmæssige og neurale reaktioner på smertefulde stimulationer.

Mål 1: At undersøge, hvordan AVP påvirker de neurale mekanismer forbundet med observationsinduceret analgesi.

Hypotese 1: Forskerne forventer, at AVP vil booste aktivering i hjerneområder involveret i social kognition.

Det overordnede mål er at bestemme effekten af ​​AVP på hjernemekanismer forbundet med observationsinduceret analgesi. Dette eksperiment har et studiedesign mellem fag. Deltagerne vil blive randomiseret i en AVP-gruppe og en kontrolgruppe. Eksperimentatoren såvel som deltageren vil blive blindet med hensyn til tildelingen af ​​deltageren. Deltagere i AVP-gruppen vil modtage intranasal AVP, og deltagerne i kontrolgruppen vil modtage intranasal saltvand før fMRI-eksperimentet. Deltagerne har 50 % chance for at blive placeret i begge grupper. Forsøget i fMRI-scanneren er opdelt i to faser: en observationsfase, hvor deltagerne vil observere en video af en demonstrant, der oplever smertelindring, og en testfase, hvor studiedeltagerne vil modtage varmesmerter for at undersøge, hvordan smerteopfattelsen blev påvirket. I begge faser vil der være en placebotilstand (smerter med forventning om at have modtaget en behandling) og en kontroltilstand (smerter uden forventning om at have modtaget en behandling). Alle deltagere vil gennemføre begge faser, inklusive observations- og testfasen.

Forventning af analgesi relateret til handlingen med at modtage en behandling (f.eks. et smertestillende middel) kan reducere smerteopfattelsen, selvom denne behandling faktisk er et inert stof (f.eks. placebo). Forventninger til smertestillende behandlinger kan erhverves på flere forskellige måder, herunder direkte erfaring med analgesi (dvs. patienten lærer, at efter at have taget et bestemt lægemiddel, vil smerten aftage), verbale instruktioner (dvs. lægen fortæller patienten, at et bestemt lægemiddel vil reducere smerte ) eller social observation (dvs. patienten observerer smertelindring hos en anden patient, efter at denne patient har taget et specifikt lægemiddel).

Den direkte oplevelse af smertelindring i forbindelse med behandlingssignaler (dvs. conditioning) reducerer efterfølgende smerteopfattelse, når de samme behandlingssignaler er til stede. Den neurale underbygning af, hvordan behandlingsforventninger erhverves under konditionering, er tidligere blevet undersøgt. Disse undersøgelser indikerer, at den præfrontale cortex er involveret i indlæring af behandlingsforventninger i forbindelse med betingede analgetiske effekter.

Disse forventninger kan dog også opnås ved at observere andre. Vores gruppe var den første til at demonstrere, at analgesi kan udløses ved at observere en anden person, der oplever analgesi. Dette fund er blevet bekræftet med yderligere undersøgelser fra vores gruppe og andre grupper. I disse eksperimenter opnår deltagerne forventninger til analgesi, ikke ved selv at opleve smertelindring, men derimod ved at observere en anden person (demonstranten), der oplever analgesi efter at have modtaget en bestemt smertestillende behandling (faktisk en falsk behandling). Disse placebo-manipulationer genererer forventninger, som fører til placebo-effekter af samme størrelse som dem, der er vist gennem direkte erfaring via konditioneringsparadigmer.

Selvom tidligere forskning har fokuseret på den direkte oplevelse af smertelindring i en behandlingskontekst, tyder socialpsykologien på, at de fleste menneskelige adfærd faktisk er moduleret af socialitet og lært ved at observere andre. Forskerne etablerede for nylig et paradigme til at undersøge neurale mekanismer for observationel læring i placebo-analgesi. Den foreløbige dataanalyse (upublicerede data) tyder på, at mens deltagerne observerer en anden, der oplever mindre smerte på grund af en smertestillende behandling, viser hjerneregioner forbundet med mentaliseringsprocesser såsom venstre og højre temporoparietal junction (TPJ) og medial præfrontal cortex (mPFC) øget aktivering. De underliggende neurotransmittersystemer er dog ukendte. Her sigter efterforskerne på at undersøge, hvordan AVP modulerer dette netværk af hjerneregioner. AVP er et sandsynligt kandidatsystem, fordi det for nylig er blevet forbundet med placebo-analgesi af min nuværende mentors laboratorium, er involveret i at kontrollere en bred vifte af social adfærd og har vist sig at kritisk modulere TPJ-aktivitet. Forskerne forventer, at AVP vil føre til øget aktivering af det mentaliserende netværk under observationel læring og derfor til øget placeboanalgesi som følge af den observationelle læring. For at undersøge dette vil efterforskerne udføre en lignende observationel læringsundersøgelse i en gruppe, der modtager intranasal AVP, og en kontrolgruppe, der modtager intranasal saltvand.

Baggrund: Kliniske resultater er ikke kun relateret til farmakologiske stoffer, men også til den kontekst, en behandling gives i, samt patientens forventninger, frygt, ønsker og overbevisninger. De gavnlige virkninger på sundhedsrelaterede resultatændringer på grund af behandlingskonteksten og ikke på grund af specifikke handlinger af et lægemiddel er kendt som placeboeffekter. Inden for smerteområdet kaldes reduktionen af ​​smerteopfattelsen på grund af placebo-effekter placebo-analgesi eller forventnings-induceret analgesi.

Tidligere forskning viser, at i placebo-analgesi genererer informative signaler om behandlingskonteksten forventningen om smertelindring som følge af en behandling. Disse forventninger kan opnås på flere måder, herunder læring gennem direkte erfaring (dvs. konditionering), verbal instruktion eller observation af andre.

Adskillige undersøgelser undersøgte indflydelsen af ​​direkte erfaring med analgesi ved hjælp af konditioneringsparadigmer på placebo-effekter. Disse undersøgelser viser, at konditionering skaber mere robuste placeboeffekter end verbale forslag alene, og at omfanget af oplevet smertelindring og varigheden påvirker efterfølgende placeboeffekter.

På det neurale niveau medieres placebo-effekter på smerteopfattelse af det faldende smertemodulerende system. Endogene opioider er involveret i de smertefaldende moduleringssystemer, og placebo-analgesi kan reduceres væsentligt af opioidantagonister. Adskillige undersøgelser implicerer funktionel forbindelse mellem rostral anterior cingulate og periaqueductal grå, en region, der er kritisk for faldende smertemodulation, og placebo-analgesi. Derudover er der betydelige beviser for, at præfrontale regioner, især den dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC), er kritisk involveret i placebo-analgesi. Den præfrontale cortex viser konsekvent højere aktiveringer relateret til forventningen om analgesi og oplevelse af smertelindring induceret af en placebo-manipulation, og er involveret i erhvervelsen af ​​forventninger under konditionering af placebo-analgesi.

Derfor er den nuværende forståelse, at den præfrontale cortex vedligeholder og opdaterer forventninger til smerte, og at disse præfrontale regioner påvirker oplevelsen af ​​smerte ved at aktivere det faldende smertemodulerende system.

Social lærings indflydelse på placeboanalgesi er blevet undersøgt i mindre grad. Nyere forskning tyder på, at placebo-analgesi også kan induceres ved observationel læring, men de neurale neurotransmittersystemer, der understøtter observationsinduceret placebo-analgesi, er endnu ikke blevet undersøgt.

Begrundelse: For at udnytte placeboeffekterne i kliniske sammenhænge er det vigtigt at forstå, hvordan placeboeffekter opstår og opretholdes. Tidligere neurovidenskabelig forskning har primært fokuseret på konditioneringsparadigmer, men menneskelig adfærd påvirkes af social læring. Social læring refererer til at lære om miljøet på grund af information opnået ved at observere andre. Vores overordnede hypotese er, at AVP vil øge neural aktivering i regioner relateret til social kognition under observationel læring. Vores mål er at bestemme samspillet mellem AVP og observationsinduceret analgesi ved hjælp af en fMRI-tilgang. fMRI er en ikke-invasiv teknik til at måle ændringer i blodets iltning i hjernen, hvilket gør det muligt for os at drage slutninger om lokaliseringen og udvidelsen af ​​neural aktivering forbundet med specifikke begivenheder og signaler, herunder opfattelsen af ​​eksperimentelle smertefulde stimulationer og modulering. Forskerne designede et eksperiment, der skulle udføres adfærdsmæssigt og med fMRI-målinger for at bestemme samspillet mellem AVP og observationsinduceret analgesi.

Betydning: Dette eksperiment vil fremme vores forståelse af endogene processer forbundet med observationsinduceret analgesi og de faktorer, der påvirker smertebehandling. En bedre forståelse af, hvordan behandlingsforventninger, dannet gennem social observation, påvirker den individuelle smerteoplevelse er væsentlig på flere måder. For det første vil det give en bedre forståelse af de kontekstuelle faktorer, der former smerte og reaktioner på behandlinger i kliniske omgivelser. For det andet kan viden om de neurale processer forbundet med endogen smertelindring føre til nye udviklinger inden for smerteterapeutiske strategier. For det tredje forventer efterforskerne at generere resultater, der vil fremme vores viden om, hvordan kognitive processer (dvs. forventning) er repræsenteret i hjernen, og hvordan disse faktorer påvirker menneskers sociale adfærd.