Auswirkung von erwarteten Schmerzen auf die kortikospinale Erregbarkeit (PACE)

Schmerzbezogene Prozesse umfassen nicht nur sensorische Eingänge, sondern auch kognitive und emotionale Faktoren wie Erwartung, Angst und Antizipation. Die Antizipation von Schmerzen kann das motorische Verhalten und die emotionalen Reaktionen beeinflussen, selbst in Abwesenheit einer tatsächlichen nozizeptiven Stimulation. Es wird angenommen, dass diese antizipatorischen Mechanismen zu maladaptiven motorischen Anpassungen beitragen und eine Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung chronischer Schmerzzustände spielen können. Die neurophysiologischen Auswirkungen der Schmerzantizipation, unabhängig von echtem Schmerz, bleiben jedoch unzureichend verstanden.

Das Ziel dieser Studie ist es, die Wirkung der Schmerzantizipation auf die kortikospinale Erregbarkeit zu untersuchen, einen neurophysiologischen Marker für die Reaktionsfähigkeit des motorischen Kortex und die Kommunikation zwischen Gehirn und Muskeln. Die kortikospinale Erregbarkeit wird mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) über dem primären motorischen Kortex bewertet. Diese nicht-invasive Technik ermöglicht die Bewertung der Funktion des motorischen Weges durch die Auslösung motorisch evozierter Potenziale, die von einem Zielhandmuskel aufgezeichnet werden.

Um speziell antizipationsbezogene Effekte zu untersuchen, verwendet die Studie ein experimentelles Paradigma, das darauf ausgelegt ist, die Schmerzerwartung zu manipulieren, ohne tatsächliche Schmerzen zu induzieren. Zusätzlich zu neurophysiologischen Messungen werden psychologische Faktoren im Zusammenhang mit Bewegungsangst und physiologische Marker der Aktivität des autonomen Nervensystems berücksichtigt, da sie die Auswirkung der Schmerzantizipation auf die Funktion des motorischen Systems beeinflussen können.

Verfahren:

Nach Erteilung der informierten Einwilligung nehmen die Teilnehmer an einer einzelnen experimentellen Sitzung in einem Laborumfeld teil. Die Sitzung beginnt mit Basisbewertungen, die dazu dienen, neurophysiologische, psychologische und autonome Parameter vor jeglicher experimentellen Manipulation zu charakterisieren.

Die Teilnehmer füllen zunächst Selbstberichtsfragebögen aus, die Bewegungsangst, Katastrophisierung und schmerzbezogene Vermeidungsüberzeugungen bewerten (EKT-CF, PCS-CF und FACS-CF).

Anschließend werden Basiswerte der kortikospinalen Erregbarkeit mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) über dem primären motorischen Kortex ermittelt. Die TMS wird verwendet, um die Input-Output-Kurven (I/O-Kurven) zu erstellen. Es werden Reize variabler Intensität zwischen dem Schwellenwert (oder MT für motorische Schwelle) und dem Maximum abgegeben. Insgesamt werden etwa zehn Stimulationsintensitäten getestet, und für jede Stimulationsintensität werden zehn Reize abgegeben, um dann den Durchschnitt der MEPs zu berechnen und die I/O-Kurven jedes Teilnehmers zu zeichnen. Die resultierenden motorisch evozierten Potenziale charakterisieren die globale kortikospinale Reaktionsfähigkeit. Wie von nationalen und internationalen Empfehlungen in Erinnerung gerufen, ist TMS eine nicht-invasive und schmerzlose Technik, deren Verwendung in der wissenschaftlichen Literatur äußerst umfangreich ist.

Parallel dazu wird die autonome Grundaktivität mittels Herzfrequenzvariabilitätsmessungen aufgezeichnet.

Nach den Basisbewertungen werden die Teilnehmer zufällig entweder einer experimentellen Gruppe oder einer Kontrollgruppe zugewiesen. In beiden Gruppen wird eine inerte Creme auf einen vordefinierten Bereich des Unterarms aufgetragen. Die Manipulation unterscheidet sich nur in der den Teilnehmern gegebenen Information. Den Teilnehmern der experimentellen Gruppe wird mitgeteilt, dass von der Creme erwartet wird, dass sie nach einer Verzögerung von etwa zehn Minuten schmerzhafte Empfindungen (wie Brennen oder Kribbeln) hervorruft, wobei der Schmerz im Laufe der Zeit an Intensität zunimmt, während den Teilnehmern der Kontrollgruppe mitgeteilt wird, dass die Creme inaktiv ist und keine Empfindungen hervorrufen wird. In Wirklichkeit wird für alle Teilnehmer dieselbe inerte Creme verwendet. Dieses Verfahren soll bei der experimentellen Gruppe die Antizipation von Schmerzen hervorrufen, ohne die Teilnehmer einer tatsächlichen nozizeptiven Stimulation auszusetzen.

Unmittelbar nach dem Auftragen der Creme und der Erwartungsmanipulation wird die kortikospinale Erregbarkeit mit denselben TMS-Verfahren wie bei der Basisbewertung erneut bewertet. Die Messungen werden wiederholt, um Veränderungen der Erregbarkeit des motorischen Systems im Zusammenhang mit der Schmerzantizipation zu untersuchen. Die Aktivität des autonomen Nervensystems wird während dieser Phase weiterhin überwacht.

Um den antizipatorischen Kontext zu verstärken, werden zusätzliche TMS-Messungen mit denselben Verfahren um den Zeitpunkt herum durchgeführt, zu dem die Teilnehmer der experimentellen Gruppe erwarten, dass der Schmerz einsetzt (etwa 10 Minuten nach dem Auftragen der Creme). Dies ermöglicht die Bewertung der kortikospinalen Erregbarkeit während erhöhter Antizipation, unabhängig von jeglichem realen sensorischen Input.

Am Ende der experimentellen Sitzung werden die Teilnehmer gebeten, ihre wahrgenommenen Schmerzen und ihr Angstniveau während der Studie zu berichten. Anschließend wird eine vollständige Nachbesprechung durchgeführt, in der der wahre Zweck der Studie und die Verwendung der Erwartungsmanipulation erklärt werden. Den Teilnehmern wird die Möglichkeit gegeben, Fragen zu stellen und ihre Daten zurückzuziehen, wenn sie dies wünschen.

Die Dauer der experimentellen Sitzung wird auf 1 Stunde und 30 Minuten geschätzt, verteilt wie folgt: Information, Eignungsprüfung und Einwilligungserfassung, Ausfüllen der Fragebögen: 20 Minuten; Vorbereitung des Experiments (Anbringen der Elektroden, Einrichten der Geräte): 10 Minuten; Aufzeichnungen: 1 Stunde.