Identificazione di biomarcatori di neuroimaging, fattori demografici, di personalità e sensoriali per prevedere le risposte al dolore estremo a varie stimolazioni sperimentali del dolore in soggetti sani

Sfondo La propensione a reagire a stimoli nocivi varia ampiamente tra gli individui e le valutazioni del dolore di stimoli nocivi apparentemente identici possono variare da "nessun dolore" a "dolore lancinante". Studi di imaging su soggetti sani hanno fornito informazioni utili sull'identificazione della variabilità interindividuale nella percezione del dolore [2,3,4]. Questi studi hanno dimostrato che i rapporti soggettivi sul dolore sono strettamente correlati al grado di attività neuronale in diverse regioni del cervello note per essere identificate nell'elaborazione del dolore. Inoltre, c'è stato un crescente interesse nella comprensione dei meccanismi strutturali e funzionali della variabilità interindividuale nelle risposte a stimoli nocivi identici [5,6,7]. Tuttavia, la relazione tra percezione del dolore e varie connessioni anatomiche e funzionali all'interno delle reti cerebrali in stato di riposo non è completamente compresa. Per quanto riguarda il correlato anatomico della sensibilità al dolore, le differenze nella materia grigia possono riflettere i processi neurali che contribuiscono alla costruzione e alla modulazione del dolore negli individui sani. Pertanto, gli studi sono incoerenti riguardo a questo problema, mostrando connessioni positive [7] o inverse [6] tra sensibilità al dolore e morfologia cerebrale. L'incoerenza relativa a questo problema giustifica ulteriori indagini che potrebbero chiarire la relazione tra le differenze nella sensibilità al dolore e la materia grigia regionale e potrebbero fornire nuove intuizioni sui meccanismi cerebrali che contribuiscono a tale argomento. Comprendere la morfologia e la connettività del cervello all'interno di regioni specifiche associate all'elaborazione del dolore può fornire un'ancora affidabile per le differenze individuali nella risposta al dolore.

Un approccio ampiamente utilizzato per esaminare la morfologia cerebrale dalle immagini MRI è la morfometria basata su voxel (VBM). VBM testa differenze statisticamente significative nella densità della materia grigia regionale (GM) tra i gruppi di studio e i suoi cambiamenti temporali. L'imaging del tensore di diffusione (DTI) è un tipo di imaging pesato in diffusione con il vantaggio di essere in grado di risolvere i singoli tratti funzionali all'interno della materia bianca (WM), pertanto i parametri DTI servono come misure indirette della connettività strutturale attraverso il grado di integrità dei tratti WM .

2. Scopo dello studio Identificare biomarcatori di neuroimaging, fattori demografici, di personalità e sensoriali per prevedere le risposte di dolore estremo a varie stimolazioni sperimentali del dolore in soggetti sani 3. Metodi 3.1 Campione

La popolazione dello studio sarà composta da 196 partecipanti sani. Di questi, 48 pazienti saranno sottoposti a imaging cerebrale dopo aver soddisfatto i seguenti criteri di inclusione ed esclusione:

Disegno dello studio Lo studio proposto è stato condotto presso il Laboratorio di Ricerca sul Dolore dell'Università di Haifa (in cui verranno condotti i test psicofisici) e i test di imaging saranno eseguiti presso il dipartimento di Imaging del Rambam Health Care Campus.

I soggetti sono stati reclutati attraverso annunci distribuiti sulla bacheca del campus. I rispondenti che soddisfacevano i criteri di inclusione sono stati invitati a partecipare allo studio. La sperimentazione si svolgerà in due sessioni sperimentali indipendenti della durata stimata di un'ora e mezza per le prove psicofisiche e di mezz'ora per la sessione di neuroimmagini.

Questo studio si concentra solo sui sottogruppi estremi. Pertanto, nella prima sessione (che ha avuto luogo nel laboratorio del dolore) i soggetti (n=196) sono stati divisi in due sottogruppi in base ai loro risultati di tolleranza al Cold Pressor Test (CPT) (sottogruppo ad alta tolleranza = 180 s vs. sottogruppo di tolleranza ≤20 s). 24 soggetti di ciascun sottogruppo saranno selezionati casualmente e riceveranno una spiegazione sull'opzione per partecipare al test di imaging cerebrale. I soggetti che decideranno di partecipare al test di imaging lo sottoporranno al Dipartimento di imaging del Rambam Health Care Campus. All'arrivo, i soggetti riceveranno una spiegazione completa del corso e dell'ora della scansione MRI del cervello e verrà chiesto di firmare un modulo di consenso informato. Il tempo di durata della procedura di risonanza magnetica è di circa mezz'ora durante la quale non verrà iniettato materiale né verranno eseguiti test del dolore.

Durante la prova verranno eseguite diverse sequenze; anatomia tridimensionale ad alta risoluzione, un altro test strutturale per la definizione della connettività (DTI) e test fMRI dello stato di riposo (RS) per esaminare l'attività delle reti cerebrali. La risonanza magnetica verrà eseguita utilizzando uno scanner a 3 Tesla (GE Discovery MR750). Il protocollo consiste in (1) una sequenza MPRAGE (Rapid Gradient Echo) preparata con magnetizzazione 3D pesata in T1 (176 sezioni; matrice 220 × 220; TR = 2520 ms; TE = 1,74 ms; 1,0 × 1,0 × 1,0 mm voxel), (2) una sequenza dello stato di riposo dell'imaging eco-planare (EPI) (34 sezioni; TR = 2010 ms; TE = 30 ms; matrice 64 × 64; 3,5 × 3,5 × 5 mm voxel 200 volume lag = 4 RT), (3 ) una sequenza di imaging pesata in diffusione (DTI) (70 fette; TR = 4600 ms; TE = 89 ms; 2 × 2 × 2 mm voxel) utilizzando 64 direzioni non collineari e una singola non pesata in diffusione (b = 0 s /mm2). Al termine dell'esame, verranno effettuate analisi dei dati per ogni individuo e per ogni popolazione dello studio. Dopo la risonanza magnetica ai soggetti verrà chiesto di compilare le scale di depressione, ansia e stress (DASS): il DASS valuta depressione, ansia e stress con 7 elementi ciascuno (Henry & Crawford, 2005). Il DASS-Depressione si concentra su segnalazioni di umore basso, motivazione e autostima, DASS-ansia sull'eccitazione fisiologica, panico percepito e paura e DASS-stress su tensione e irritabilità. La versione abbreviata delle Depression Anxiety Stress Scales (DASS-21): costruisci dati normativi e di validità in un ampio campione non clinico. È stato convalidato in una popolazione di oltre 300 pazienti con dolore cronico e volontari sani ed è risultato valido e affidabile in entrambe le popolazioni.