Vasopressin und Schmerzwahrnehmung im Gehirn

Der Zweck dieser Forschung ist es zu untersuchen, wie Vasopressin (AVP) die neuralen Mechanismen beeinflusst, die mit beobachtungsinduzierter Analgesie verbunden sind. Genauer gesagt werden die Ermittler bestimmen, wie die Beobachtung einer anderen Person, die Analgesie erleidet, nachfolgende Verhaltens- und Nervenreaktionen auf schmerzhafte Stimulationen beeinflusst.

Ziel 1: Zu untersuchen, wie AVP die neuralen Mechanismen beeinflusst, die mit beobachtungsinduzierter Analgesie verbunden sind.

Hypothese 1: Die Forscher erwarten, dass AVP die Aktivierung in Gehirnregionen fördert, die an der sozialen Kognition beteiligt sind.

Das Gesamtziel besteht darin, die Wirkung von AVP auf Gehirnmechanismen zu bestimmen, die mit beobachtungsinduzierter Analgesie verbunden sind. Dieses Experiment hat ein Zwischensubjektstudiendesign. Die Teilnehmer werden in eine AVP-Gruppe und eine Kontrollgruppe randomisiert. Sowohl der Experimentator als auch der Teilnehmer werden hinsichtlich der Zuordnung des Teilnehmers verblindet. Die Teilnehmer der AVP-Gruppe erhalten intranasales AVP und die Teilnehmer der Kontrollgruppe erhalten vor dem fMRI-Experiment intranasale Kochsalzlösung. Die Teilnehmer haben eine 50-prozentige Chance, in eine der beiden Gruppen aufgenommen zu werden. Das Experiment im fMRT-Scanner ist in zwei Phasen unterteilt: eine Beobachtungsphase, in der die Teilnehmer ein Video eines Analgesie-Demonstrators beobachten, und eine Testphase, in der die Studienteilnehmer Hitzeschmerzen erhalten, um zu untersuchen, wie die Schmerzwahrnehmung beeinflusst wurde. In beiden Phasen gibt es einen Placebo-Zustand (Schmerzen mit der Erwartung, eine Behandlung erhalten zu haben) und einen Kontroll-Zustand (Schmerzen ohne die Erwartung, eine Behandlung erhalten zu haben). Alle Teilnehmer durchlaufen beide Phasen, einschließlich der Beobachtungs- und Testphase.

Die Erwartung einer Analgesie im Zusammenhang mit der Einnahme einer Behandlung (z. B. eines Schmerzmittels) kann die Schmerzwahrnehmung verringern, selbst wenn diese Behandlung tatsächlich eine inerte Substanz ist (z. B. Placebo). Erwartungen an analgetische Behandlungen können auf verschiedene Weise erworben werden, einschließlich direkter Erfahrung mit Analgesie (d. h. der Patient erfährt, dass nach der Einnahme eines bestimmten Medikaments die Schmerzen nachlassen), mündliche Anweisungen (d. h. der Arzt sagt dem Patienten, dass ein bestimmtes Medikament Schmerzen lindert). ) oder soziale Beobachtung (d. h. der Patient beobachtet eine Schmerzlinderung bei einem anderen Patienten, nachdem dieser Patient ein bestimmtes Medikament eingenommen hat).

Die direkte Erfahrung der Schmerzlinderung im Zusammenhang mit Behandlungshinweisen (z. Konditionierung) reduziert die nachfolgende Schmerzwahrnehmung, wenn die gleichen Behandlungsreize vorhanden sind. Die neuronalen Grundlagen dafür, wie Behandlungserwartungen während der Konditionierung erworben werden, wurden bereits untersucht. Diese Studien weisen darauf hin, dass der präfrontale Kortex am Lernen von Behandlungserwartungen im Zusammenhang mit konditionierten analgetischen Wirkungen beteiligt ist.

Diese Erwartungen können aber auch durch Beobachtung anderer erworben werden. Unsere Gruppe war die erste, die zeigte, dass Analgesie ausgelöst werden kann, indem man eine andere Person beobachtet, die Analgesie erfährt. Dieser Befund wurde durch zusätzliche Studien unserer Gruppe und anderer Gruppen bestätigt. In diesen Experimenten erwerben die Teilnehmer Erwartungen an Analgesie, nicht indem sie selbst Schmerzlinderung erfahren, sondern indem sie beobachten, wie eine andere Person (der Demonstrator) Analgesie erfährt, nachdem sie eine bestimmte analgetische Behandlung (eigentlich eine Scheinbehandlung) erhalten hat. Diese Placebo-Manipulationen erzeugen Erwartungshaltungen, die zu Placebo-Effekten ähnlicher Größe führen, wie sie durch direkte Erfahrung über Konditionierungsparadigmen gezeigt werden.

Auch wenn sich die bisherige Forschung auf die direkte Erfahrung der Schmerzlinderung im Behandlungskontext konzentriert hat, legt die Sozialpsychologie nahe, dass die meisten menschlichen Verhaltensweisen tatsächlich durch Sozialität moduliert und durch Beobachtung anderer gelernt werden. Die Forscher etablierten kürzlich ein Paradigma zur Untersuchung neuronaler Mechanismen des Beobachtungslernens bei Placebo-Analgesie. Die vorläufige Datenanalyse (unveröffentlichte Daten) legt nahe, dass, während die Teilnehmer beobachten, dass jemand anderes aufgrund einer analgetischen Behandlung weniger Schmerzen hat, Gehirnregionen, die mit mentalisierenden Prozessen wie dem linken und rechten temporoparietalen Übergang (TPJ) und dem medialen präfrontalen Kortex (mPFC) verbunden sind, zunehmen Aktivierung. Die zugrunde liegenden Neurotransmittersysteme sind jedoch unbekannt. Hier wollen die Forscher untersuchen, wie AVP dieses Netzwerk von Hirnregionen moduliert. AVP ist ein wahrscheinlicher Kandidat für das System, da es kürzlich vom Labor meines derzeitigen Mentors mit Placebo-Analgesie in Verbindung gebracht wurde, an der Kontrolle einer Vielzahl sozialer Verhaltensweisen beteiligt ist und nachweislich die TPJ-Aktivität entscheidend moduliert. Die Forscher erwarten, dass AVP während des Beobachtungslernens zu einer verstärkten Aktivierung des mentalisierenden Netzwerks und damit zu einer erhöhten Placebo-Analgesie als Ergebnis des Beobachtungslernens führt. Um dies zu untersuchen, führen die Forscher eine ähnliche beobachtende Lernstudie in einer Gruppe durch, die intranasales AVP erhält, und in einer Kontrollgruppe, die intranasale Kochsalzlösung erhält.

Hintergrund: Klinische Ergebnisse hängen nicht nur mit pharmakologischen Substanzen zusammen, sondern auch mit dem Kontext, in dem eine Behandlung durchgeführt wird, sowie mit Erwartungen, Ängsten, Wünschen und Überzeugungen des Patienten. Die vorteilhaften Auswirkungen auf gesundheitsbezogene Ergebnisänderungen aufgrund des Behandlungskontexts und nicht aufgrund spezifischer Wirkungen eines Arzneimittels werden als Placebo-Effekte bezeichnet. Im Schmerzbereich wird die Reduktion der Schmerzwahrnehmung aufgrund von Placeboeffekten als Placebo-Analgesie oder erwartungsinduzierte Analgesie bezeichnet.

Frühere Untersuchungen zeigen, dass bei der Placebo-Analgesie Informationshinweise zum Behandlungskontext die Erwartung einer Schmerzlinderung aufgrund einer Behandlung erzeugen. Diese Erwartungen können auf verschiedene Weise erworben werden, einschließlich des Lernens durch direkte Erfahrung (d. h. Konditionierung), verbale Anweisung oder Beobachtung anderer.

Mehrere Studien untersuchten den Einfluss der direkten Erfahrung von Analgesie unter Verwendung von Konditionierungsparadigmen auf Placebo-Effekte. Diese Studien zeigen, dass die Konditionierung robustere Placebo-Effekte erzeugt als verbale Suggestionen allein und dass das Ausmaß der erfahrenen Schmerzlinderung und die Dauer nachfolgende Placebo-Effekte beeinflussen.

Auf der neuralen Ebene werden Placebo-Effekte auf die Schmerzwahrnehmung durch das absteigende Schmerzmodulationssystem vermittelt. Endogene Opioide sind an den schmerzabsteigenden Modulationssystemen beteiligt, und die Placebo-Analgesie kann durch Opioid-Antagonisten wesentlich reduziert werden. Mehrere Studien implizieren eine funktionelle Konnektivität zwischen dem rostralen anterioren Cingulum und dem periaquäduktalen Grau, einer Region, die für die Modulation des absteigenden Schmerzes und die Placebo-Analgesie entscheidend ist. Darüber hinaus gibt es erhebliche Hinweise darauf, dass präfrontale Regionen, insbesondere der dorsolaterale präfrontale Cortex (DLPFC), entscheidend an der Placebo-Analgesie beteiligt sind. Der präfrontale Kortex zeigt durchweg höhere Aktivierungen im Zusammenhang mit der Antizipation von Analgesie und der Erfahrung von Schmerzlinderung, die durch eine Placebo-Manipulation induziert wird, und ist an der Akquisition von Erwartungen während der Konditionierung von Placebo-Analgesie beteiligt.

Daher ist das derzeitige Verständnis, dass der präfrontale Kortex die Schmerzerwartungen aufrechterhält und aktualisiert und dass diese präfrontalen Regionen die Schmerzerfahrung beeinflussen, indem sie das absteigende Schmerzmodulationssystem aktivieren.

Der Einfluss des sozialen Lernens auf die Placebo-Analgesie ist weniger untersucht worden. Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Placebo-Analgesie auch durch Beobachtungslernen induziert werden kann, jedoch wurden die neuralen Neurotransmittersysteme, die der durch Beobachtung induzierten Placebo-Analgesie zugrunde liegen, noch nicht untersucht.

Begründung: Um die Placebo-Effekte im klinischen Kontext nutzbar zu machen, ist es wichtig zu verstehen, wie Placebo-Effekte entstehen und aufrechterhalten werden. Frühere neurowissenschaftliche Forschung konzentrierte sich hauptsächlich auf konditionierende Paradigmen, jedoch werden menschliche Verhaltensweisen durch soziales Lernen beeinflusst. Soziales Lernen bezieht sich auf das Lernen über die Umwelt aufgrund von Informationen, die durch Beobachtung anderer gewonnen werden. Unsere allgemeine Hypothese ist, dass AVP die neuronale Aktivierung in Regionen erhöht, die mit sozialer Kognition während des Beobachtungslernens zusammenhängen. Unser Ziel ist es, das Zusammenspiel von AVP und beobachtungsinduzierter Analgesie mit einem fMRI-Ansatz zu bestimmen. fMRI ist eine nichtinvasive Technik zur Messung von Veränderungen der Blutsauerstoffversorgung im Gehirn, die es uns ermöglicht, Rückschlüsse auf die Lokalisierung und das Ausmaß der neuralen Aktivierung zu ziehen, die mit bestimmten Ereignissen und Hinweisen verbunden sind, einschließlich der Wahrnehmung experimenteller schmerzhafter Stimulationen und Modulationen. Die Forscher entwarfen ein Experiment, das im Verhalten und mit fMRT-Messungen durchgeführt werden sollte, um das Zusammenspiel von AVP und beobachtungsinduzierter Analgesie zu bestimmen.

Bedeutung: Dieses Experiment wird unser Verständnis der endogenen Prozesse im Zusammenhang mit beobachtungsinduzierter Analgesie und der Faktoren, die die Schmerzverarbeitung beeinflussen, erweitern. Ein besseres Verständnis dafür, wie Behandlungserwartungen, die durch soziale Beobachtung gebildet werden, das individuelle Schmerzempfinden beeinflussen, ist in mehrfacher Hinsicht bedeutsam. Erstens wird es ein besseres Verständnis der kontextuellen Faktoren ermöglichen, die Schmerzen und Reaktionen auf Behandlungen in klinischen Umgebungen prägen. Zweitens könnte das Wissen über die neuronalen Prozesse, die mit der endogenen Schmerzlinderung verbunden sind, zu neuen Entwicklungen bei schmerztherapeutischen Strategien führen. Drittens erwarten die Forscher Erkenntnisse, die unser Wissen darüber erweitern, wie kognitive Prozesse (d. h. Erwartung) im Gehirn repräsentiert werden und wie diese Faktoren das menschliche Sozialverhalten beeinflussen.