Projecthulp: ontwikkeling van hersenstimulatie als behandeling voor chronische pijn

Effectieve controle van chronische pijn is een topprioriteit in de Verenigde Staten, aangezien ongeveer 10% van de volwassenen ernstige chronische pijn heeft, waarvan de meeste chronische lage rugpijn (CLBP). Ondanks de vooruitgang in de neurowetenschappen in de afgelopen 20 jaar, wordt chronische pijn grotendeels behandeld met opiaatnarcotica, net zoals in de burgeroorlog. Naast hun hoge misbruikaansprakelijkheid en afhankelijkheidspotentieel, verklaart slechts 30-40% van de chronische pijnpatiënten dat ze een bevredigende (> 50%) verlichting van hun pijn krijgen door middel van farmacologische behandeling. Bij deze patiënten is het een gangbare klinische praktijk om de dosis opiaten te verhogen naarmate de tolerantie zich ontwikkelt - wat helaas heeft bijgedragen tot een escalatie van sterfgevallen door een overdosis opiaten, een heropleving van intraveneus heroïnegebruik en 55 miljard dollar aan maatschappelijke kosten. Bijgevolg is er een kritieke behoefte aan nieuwe behandelingen die pijn kunnen behandelen en de afhankelijkheid van opiaten kunnen verminderen bij personen met chronische pijn.

Het doel van dit voorstel is om 2 nieuwe niet-invasieve hersenstimulatiestrategieën te evalueren om pijn en de reactie van de hersenen op pijn te verminderen bij CLBP-patiënten die momenteel chronische opiaten gebruiken of die op zoek zijn naar een alternatieve behandeling voor pijn. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) kan langdurige potentiëring (LTP-achtige) en langdurige depressieve (LTD-achtige) effecten op de hersenactiviteit induceren op een frequentieafhankelijke manier. Onze groep heeft eerder aangetoond dat LTP-achtige TMS naar de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC, een knooppunt in het Executive Control Network (ECN)) waargenomen pijn en het bijbehorende bloedzuurstofniveau-afhankelijke (BOLD) signaal in het "Pain Network" kan verminderen. Het Pain Network is een uitbreiding van het Salience Network (SN; insula, dorsal anterior cingulate) dat de thalamus en de somatosensorische cortex omvat. De analgetische effecten van DLPFC TMS kunnen worden geblokkeerd door naloxon - wat suggereert dat de analgetische effecten van LTP-achtige DLPFC TMS opiaat-gemedieerd zijn. Bovendien leidt postoperatief toegediende DLPFC TMS tot minder door de patiënt toegediend morfinegebruik (PCA-pomp) in het ziekenhuis en minder opiaatgebruik in de poliklinische setting. Deze gegevens suggereren allemaal dat LTP-achtige DLPFC TMS een veelbelovende kandidaat is voor de behandeling van pijn.

Een alternatieve strategie is het toepassen van LTD-achtige stimulatie op de mediale prefrontale cortex (LTD-achtige mPFC rTMS. Deze strategie is gebaseerd op ons begrip van functionele neurale architectuur, waarbij de SN wordt gemoduleerd door 2 andere kernnetwerken: het executive control network (ECN) en het default mode network (DMN). Zoals hierboven vermeld, is het mogelijk om activiteit in het SN te verzwakken via LTP-achtige TMS naar de DLPFC, een knooppunt in het ECN. Het is ook mogelijk om de SN te verzwakken via LTD-achtige TMS naar de ventrale mediale prefrontale cortex (een knooppunt in de DMN). De voorgestelde studie zal de eerste zijn die een gerandomiseerd, dubbelblind, schijngecontroleerd ontwerp gebruikt om parametrisch de longitudinale effecten van 16 dagen rTMS op de MC of de MPFC op zelfgerapporteerde pijn en de reactie van de hersenen op pijn te evalueren. Dit zal worden gedaan in een cohort van patiënten gerekruteerd uit de gemeenschap en WFBH-klinieken met chronische lage rugpijn die geen adequate pijnverlichting hebben kunnen vinden, ongeacht of ze gedurende 3 of meer maanden voorgeschreven opiaten gebruiken. Deelnemers worden gerandomiseerd om rTMS te ontvangen naar de MC, MPFC of sham (50% op elke site), met behulp van een Latin square randomisatie. Connectiviteit in rusttoestand wordt 3 keer verzameld: vóór de 1e dag van TMS, na de 12e dag van TMS en vóór de 16e dag van TMS (de laatste toegediende dag).

Doel 1. Evalueer MC rTMS als een hulpmiddel om pijn en de betrokkenheid van het pijnnetwerk te dempen. Hypothese 1: MC TMS zal de basale hersenreactie op pijn verzwakken (Pain Network-activiteit) en de activiteit in het ECN verhogen wanneer de patiënt instructies krijgt om de pijn te 'controleren'.

Doel 2. Evalueer MPFC rTMS als een hulpmiddel om pijn en de betrokkenheid van het pijnnetwerk te dempen. Hypothese 1: MPFC TMS zal ook de basale hersenreactie op pijn verzwakken (Pain Network-activiteit), maar heeft geen effect op het ECN of SN wanneer de patiënt instructies krijgt om de pijn te 'controleren'.

(Verkennend doel): De onderzoeker zal evalueren of er snelheidsafhankelijke effecten zijn tussen baseline SN-connectiviteit met het ECN en DMN en de werkzaamheid van elke TMS-strategie op subjectieve pijn. Gegevens worden geanalyseerd met behulp van multivariate patroonanalyse (MVPA). Hoewel de primaire uitkomsten MRI-bezoek 1 versus bezoek 2 zullen zijn, zal de onderzoeker ook de relatieve 'duurzaamheid' van de effecten op pijn onderzoeken door de MRI-gegevens te vergelijken aan het einde van alle TMS-bezoeken tussen en binnen groepen met factoren analyse.

De relatieve werkzaamheid van deze strategieën zal zich direct vertalen in de ontwikkeling van een grote klinische studie waarin rTMS wordt onderzocht als een innovatieve, nieuwe behandelingsoptie voor pijn bij patiënten met CLRP.