Vasopressina e percezione del dolore nel cervello

Lo scopo di questa ricerca è indagare come la vasopressina (AVP) influenza i meccanismi neurali associati all'analgesia indotta dall'osservazione. Più specificamente, gli investigatori determineranno in che modo l'osservazione di un'altra persona che sperimenta l'analgesia modella le successive risposte comportamentali e neurali alle stimolazioni dolorose.

Obiettivo 1: indagare come l'AVP influenzi i meccanismi neurali associati all'analgesia indotta dall'osservazione.

Ipotesi 1: i ricercatori si aspettano che l'AVP aumenti l'attivazione nelle regioni cerebrali coinvolte nella cognizione sociale.

L'obiettivo generale è determinare l'effetto dell'AVP sui meccanismi cerebrali associati all'analgesia indotta dall'osservazione. Questo esperimento ha un disegno di studio tra soggetti. I partecipanti saranno randomizzati in un gruppo AVP e un gruppo di controllo. Lo sperimentatore così come il partecipante saranno accecati per quanto riguarda l'assegnazione del partecipante. I partecipanti al gruppo AVP riceveranno AVP intranasale e i partecipanti al gruppo di controllo riceveranno soluzione salina intranasale prima dell'esperimento fMRI. I partecipanti hanno il 50% di possibilità di essere inseriti in entrambi i gruppi. L'esperimento nello scanner fMRI è diviso in due fasi: una fase osservativa, in cui i partecipanti osserveranno un video di un dimostratore che sperimenta l'analgesia, e una fase di test, in cui i partecipanti allo studio riceveranno dolore termico per indagare su come la percezione del dolore è stata influenzata. Durante entrambe le fasi ci sarà una condizione di placebo (dolore con l'aspettativa di aver ricevuto un trattamento) e una condizione di controllo (dolore senza l'aspettativa di aver ricevuto un trattamento). Tutti i partecipanti completeranno entrambe le fasi, inclusa la fase di osservazione e test.

L'aspettativa di analgesia correlata all'atto di ricevere un trattamento (ad es. un antidolorifico) può ridurre la percezione del dolore, anche se questo trattamento è in realtà una sostanza inerte (ad es. placebo). Le aspettative sui trattamenti analgesici possono essere acquisite in molti modi diversi, inclusa l'esperienza diretta dell'analgesia (cioè il paziente apprende che dopo aver assunto un farmaco specifico, il dolore diminuirà), le istruzioni verbali (cioè il medico dice al paziente che un farmaco specifico ridurrà il dolore ) o osservazione sociale (cioè il paziente osserva sollievo dal dolore in un altro paziente dopo che questo paziente ha assunto un farmaco specifico).

L'esperienza diretta del sollievo dal dolore nel contesto dei segnali terapeutici (es. condizionata) riduce la successiva percezione del dolore quando sono presenti gli stessi segnali terapeutici. Le basi neurali di come vengono acquisite le aspettative di trattamento durante il condizionamento sono state studiate in precedenza. Questi studi indicano che la corteccia prefrontale è coinvolta nell'apprendimento delle aspettative di trattamento nel contesto degli effetti analgesici condizionati.

Tuttavia, queste aspettative possono essere acquisite anche osservando gli altri. Il nostro gruppo è stato il primo a dimostrare che l'analgesia può essere innescata osservando un'altra persona che sperimenta l'analgesia. Questa scoperta è stata confermata da ulteriori studi del nostro gruppo e di altri gruppi. In questi esperimenti, i partecipanti acquisiscono aspettative di analgesia non sperimentando essi stessi il sollievo dal dolore, ma piuttosto osservando un'altra persona (il dimostratore) che sperimenta l'analgesia dopo aver ricevuto un certo trattamento analgesico (in realtà un trattamento fittizio). Queste manipolazioni del placebo generano aspettative che portano a effetti placebo di dimensioni simili a quelle mostrate attraverso l'esperienza diretta tramite paradigmi di condizionamento.

Anche se la ricerca precedente si è concentrata sull'esperienza diretta del sollievo dal dolore all'interno di un contesto di trattamento, la psicologia sociale suggerisce che la maggior parte dei comportamenti umani sono in realtà modulati dalla socialità e appresi osservando gli altri. I ricercatori hanno recentemente stabilito un paradigma per studiare i meccanismi neurali dell'apprendimento osservativo nell'analgesia con placebo. L'analisi preliminare dei dati (dati non pubblicati) suggerisce che mentre i partecipanti stanno osservando qualcun altro provare meno dolore a causa di un trattamento analgesico, le regioni del cervello associate a processi di mentalizzazione come la giunzione temporoparietale sinistra e destra (TPJ) e la corteccia prefrontale mediale (mPFC) mostrano un aumento Attivazione. Tuttavia, i sistemi di neurotrasmettitori sottostanti sono sconosciuti. Qui, i ricercatori mirano a indagare su come l'AVP modula questa rete di regioni cerebrali. L'AVP è un probabile sistema candidato, perché recentemente è stato associato all'analgesia con placebo dal laboratorio del mio attuale mentore, è coinvolto nel controllo di un'ampia varietà di comportamenti sociali e ha dimostrato di modulare in modo critico l'attività TPJ. I ricercatori si aspettano che l'AVP porti a una maggiore attivazione della rete di mentalizzazione durante l'apprendimento osservativo e, quindi, a un aumento dell'analgesia con placebo come risultato dell'apprendimento osservativo. Per indagare su questo, i ricercatori eseguiranno uno studio di apprendimento osservazionale simile in un gruppo che riceve AVP intranasale e un gruppo di controllo che riceve soluzione salina intranasale.

Contesto: i risultati clinici non sono solo correlati alle sostanze farmacologiche, ma anche al contesto in cui viene somministrato un trattamento, nonché alle aspettative, alle paure, ai desideri e alle convinzioni del paziente. Gli effetti benefici sui cambiamenti degli esiti relativi alla salute dovuti al contesto del trattamento e non dovuti ad azioni specifiche di un farmaco sono noti come effetti placebo. Nel campo del dolore, la riduzione della percezione del dolore dovuta agli effetti del placebo è chiamata analgesia placebo o analgesia indotta dall'aspettativa.

Precedenti ricerche mostrano che nell'analgesia con placebo, i segnali informativi del contesto del trattamento generano l'aspettativa di sollievo dal dolore dovuto a un trattamento. Queste aspettative possono essere acquisite in diversi modi, compreso l'apprendimento attraverso l'esperienza diretta (ad es. condizionamento), istruzione verbale o osservazione degli altri.

Diversi studi hanno studiato l'influenza dell'esperienza diretta dell'analgesia utilizzando paradigmi di condizionamento sugli effetti del placebo. Questi studi dimostrano che il condizionamento crea effetti placebo più robusti rispetto ai soli suggerimenti verbali e che l'entità del sollievo dal dolore sperimentato e la durata influenzano i successivi effetti placebo.

A livello neurale, gli effetti del placebo sulla percezione del dolore sono mediati dal sistema di modulazione del dolore discendente. Gli oppioidi endogeni sono coinvolti nei sistemi di modulazione discendente del dolore e l'analgesia del placebo può essere sostanzialmente ridotta dagli antagonisti degli oppioidi. Diversi studi implicano la connettività funzionale tra il cingolo anteriore rostrale e il grigio periacqueduttale, una regione critica per la modulazione discendente del dolore e l'analgesia con placebo. Inoltre, ci sono prove considerevoli che le regioni prefrontali, in particolare la corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC), sono criticamente coinvolte nell'analgesia con placebo. La corteccia prefrontale mostra costantemente attivazioni più elevate correlate all'anticipazione dell'analgesia e all'esperienza del sollievo dal dolore indotta da una manipolazione del placebo ed è coinvolta nell'acquisizione delle aspettative durante il condizionamento dell'analgesia con placebo.

Pertanto l'attuale comprensione è che la corteccia prefrontale mantiene e aggiorna le aspettative relative al dolore e che queste regioni prefrontali influenzano l'esperienza del dolore attivando il sistema di modulazione del dolore discendente.

L'influenza dell'apprendimento sociale sull'analgesia con placebo è stata studiata in misura minore. Ricerche recenti suggeriscono che l'analgesia con placebo può anche essere indotta dall'apprendimento osservativo, tuttavia, i sistemi di neurotrasmettitori neurali alla base dell'analgesia con placebo indotta dall'osservazione non sono stati ancora studiati.

Razionale: per sfruttare gli effetti placebo in contesti clinici, è importante capire come gli effetti placebo sorgono e vengono mantenuti. La precedente ricerca neuroscientifica si è concentrata principalmente sui paradigmi di condizionamento, tuttavia i comportamenti umani sono influenzati dall'apprendimento sociale. L'apprendimento sociale si riferisce all'apprendimento dell'ambiente grazie alle informazioni ottenute osservando gli altri. La nostra ipotesi generale è che l'AVP aumenterà l'attivazione neurale nelle regioni correlate alla cognizione sociale durante l'apprendimento osservativo. Il nostro obiettivo è determinare l'interazione tra AVP e analgesia indotta dall'osservazione utilizzando un approccio fMRI. fMRI è una tecnica non invasiva per misurare i cambiamenti nell'ossigenazione del sangue nel cervello che ci consente di trarre conclusioni sulla localizzazione e l'estensione dell'attivazione neurale associata a eventi e segnali specifici, inclusa la percezione di stimolazioni dolorose sperimentali e modulazione. I ricercatori hanno progettato un esperimento da eseguire comportamentalmente e con misurazioni fMRI al fine di determinare l'interazione tra AVP e analgesia indotta dall'osservazione.

Significato: questo esperimento farà avanzare la nostra comprensione dei processi endogeni associati all'analgesia indotta dall'osservazione e dei fattori che influenzano l'elaborazione del dolore. Una migliore comprensione di come le aspettative di trattamento, formate attraverso l'osservazione sociale, influenzano l'esperienza individuale del dolore è significativa in diversi modi. In primo luogo, consentirà una migliore comprensione dei fattori contestuali che modellano il dolore e le risposte ai trattamenti in ambito clinico. In secondo luogo, la conoscenza dei processi neurali associati al sollievo dal dolore endogeno potrebbe portare a nuovi sviluppi nelle strategie terapeutiche del dolore. In terzo luogo, i ricercatori prevedono di generare risultati che faranno avanzare la nostra conoscenza di come i processi cognitivi (ad es. aspettativa) sono rappresentati nel cervello e come questi fattori influenzano i comportamenti sociali umani.