Identifisering av neuroimaging biomarkører, demografiske, personlighet og sensoriske faktorer for å forutsi ekstreme smerteresponser på ulike eksperimentelle smertestimuleringer hos friske personer

Bakgrunn Tilbøyeligheten til å reagere på skadelige stimuli varierer mye mellom individer, og smertevurderinger av tilsynelatende identiske skadelige stimuli kan variere fra "ingen smerte" til "uutholdelig smerte". Bildestudier hos friske personer har gitt nyttig informasjon om identifisering av den interindividuelle variasjonen i smerteoppfatning [2,3,4]. Disse studiene har vist at subjektive smerterapporter er nært knyttet til graden av neuronal aktivitet i flere hjerneregioner som er kjent for å bli identifisert i smertebehandling. Videre har det vært en økende interesse for å forstå strukturelle og funksjonelle mekanismer for inter-individuell variasjon i responser på identiske skadelige stimuli [5,6,7]. Likevel er forholdet mellom smerteoppfatning og ulike anatomiske og funksjonelle tilkoblinger innenfor hviletilstands hjernenettverk ikke fullstendig forstått. Med hensyn til den anatomiske korrelasjonen av smertefølsomhet, kan forskjeller i grå substans reflektere nevrale prosesser som bidrar til konstruksjon og modulering av smerte hos friske individer. Som sådan er studier inkonsekvente angående dette problemet, og viser positive [7] eller omvendte sammenhenger [6] mellom smertefølsomhet og hjernemorfologi. Inkonsekvensen angående dette problemet krever ytterligere undersøkelser som kan belyse forholdet mellom forskjeller i smertefølsomhet og regional grå substans og kan gi ny innsikt i hjernemekanismer som bidrar til dette emnet. Å forstå hjernemorfologi og tilkobling innenfor spesifikke regioner assosiert med smertebehandling kan gi pålitelig forankring for de individuelle forskjellene i smerterespons.

En mye brukt tilnærming for å undersøke hjernemorfologi fra MR-bilder er voxelbasert morfometri (VBM). VBM tester for statistisk signifikante forskjeller i regional grå substans (GM) tetthet mellom studiegrupper, og dens tidsmessige endringer. Diffusjonstensoravbildning (DTI) er en type diffusjonsvektet avbildning med fordelen av å kunne løse individuelle funksjonelle kanaler innenfor den hvite substansen (WM), og dermed tjener DTI-parametre som indirekte mål på strukturell tilkobling via graden av integritet til WM-kanaler .

2. Målet med studien Å identifisere nevroimaging biomarkører, demografiske, personlighet og sensoriske faktorer for å forutsi ekstreme smerteresponser på ulike eksperimentelle smertestimuleringer hos friske forsøkspersoner 3. Metoder 3.1 Prøve

Studiepopulasjonen vil bestå av 196 friske deltakere. Av disse vil 48 pasienter gjennomgå hjerneavbildning etter å ha møtt følgende inklusjons- og eksklusjonskriterier:

Studiedesign Den foreslåtte studien er utført ved Pain Research Laboratory ved University of Haifa (hvor psykofysiske tester vil bli utført), og bildediagnostikk vil bli utført ved Imaging-avdelingen på Rambam Health Care Campus.

Emner ble rekruttert gjennom annonser distribuert på campus oppslagstavle. Respondenter som oppfylte inklusjonskriteriene ble invitert til å delta i studien. Forsøket vil bli holdt i to uavhengige eksperimentelle økter med en estimert varighet på halvannen time for de psykofysiske testene og en halv time for nevrobildeøkten.

Denne studien er kun fokusert på ekstreme undergrupper. Derfor ble forsøkspersoner (n=196) i den første økten (som fant sted i smertelaboratoriet) enten delt inn i to undergrupper i henhold til deres toleranseresultater til Cold Pressor Test (CPT) (undergruppe med høy toleranse = 180 s vs. lav). toleranse undergruppe ≤20 s). 24 forsøkspersoner fra hver undergruppe vil bli tilfeldig valgt ut og vil få en forklaring om muligheten til å delta i hjerneavbildningstesten. Forsøkspersoner som bestemmer seg for å delta i avbildningstesten vil gjennomgå den ved bildediagnostikkavdelingen på Rambam Health Care Campus. Ved ankomst vil forsøkspersonene motta en fullstendig forklaring på forløpet og tidspunktet for MR-skanningen av hjernen og vil bli bedt om å signere et informert samtykkeskjema. Varigheten av MR-prosedyren er rundt en halv time hvor det ikke vil bli injisert noe materiale eller smertetester vil bli utført.

Under testen vil det bli utført flere sekvenser; tredimensjonal høyoppløselig anatomi, en annen strukturell test for definisjonen av tilkobling (DTI), og hviletilstand (RS) fMRI-tester for å undersøke aktiviteten til hjernenettverk. MR vil bli utført med en 3-Tesla skanner (GE Discovery MR750). Protokollen består av (1) en T1-vektet 3D-magnetiseringsforberedt sekvens for hurtig gradientekko (MPRAGE) (176 skiver; 220 × 220 matrise; TR = 2520 ms; TE = 1,74 ms; 1,0 × 1,0 × 1,0 mm vokseler), (2) en ekko-planar avbildning (EPI) hviletilstandssekvens (34 skiver; TR = 2010 ms; TE = 30 ms; 64 × 64 matrise; 3,5 × 3,5 × 5 mm voksler 200 volumer lag=4 RTs), (3 ) en diffusjonsvektet avbildningssekvens (DTI) (70 skiver; TR = 4600 ms; TE = 89 ms; 2 × 2 × 2 mm voksler) ved bruk av ikke-kollineære 64 retninger og en enkelt ikke-diffusjonsvektet (b = 0 s /mm2) bilde. På slutten av undersøkelsen vil det bli utført analyser av dataene for hvert individ og for hver populasjon i studien. Etter MR-skanningen vil forsøkspersonene bli bedt om å fylle ut depresjons-, angst- og stressskalaen (DASS): DASS vurderer depresjon, angst og stress med 7 elementer hver (Henry & Crawford, 2005). DASS-depresjonen fokuserer på rapporter om lavt humør, motivasjon og selvtillit, DASS-angst på fysiologisk opphisselse, opplevd panikk og frykt, og DASS-stress på spenning og irritabilitet. Kortversjonen av Depression Anxiety Stress Scales (DASS-21): Konstruer validitet og normative data i et stort ikke-klinisk utvalg. Den ble validert i en populasjon på over 300 pasienter med kroniske smerter samt friske frivillige og funnet gyldig og pålitelig i begge populasjoner.