Vasopressin og smerteoppfatning i hjernen

Formålet med denne forskningen er å undersøke hvordan vasopressin (AVP) påvirker de nevrale mekanismene forbundet med observasjonsindusert analgesi. Mer spesifikt vil etterforskerne finne ut hvordan det å observere en annen person som opplever analgesi former påfølgende atferdsmessige og nevrale responser på smertefulle stimuleringer.

Mål 1: Å undersøke hvordan AVP påvirker de nevrale mekanismene forbundet med observasjonsindusert analgesi.

Hypotese 1: Etterforskerne forventer at AVP vil øke aktiveringen i hjerneregioner involvert i sosial kognisjon.

Det overordnede målet er å bestemme effekten av AVP på hjernemekanismer assosiert med observasjonsindusert analgesi. Dette eksperimentet har et studiedesign mellom fag. Deltakerne vil bli randomisert i en AVP-gruppe og en kontrollgruppe. Eksperimentatoren så vel som deltakeren vil bli blindet angående tildelingen av deltakeren. Deltakere i AVP-gruppen vil motta intranasal AVP og deltakerne i kontrollgruppen vil motta intranasal saltvann før fMRI-eksperimentet. Deltakerne har 50 % sjanse for å bli plassert i begge gruppene. Eksperimentet i fMRI-skanneren er delt inn i to faser: en observasjonsfase, der deltakerne skal observere en video av en demonstrant som opplever smertestillende, og en testfase, hvor studiedeltakerne vil motta varmesmerter for å undersøke hvordan smerteoppfatningen ble påvirket. I begge fasene vil det være en placebotilstand (smerte med forventning om å ha mottatt en behandling) og en kontrolltilstand (smerte uten forventning om å ha fått en behandling). Alle deltakere vil fullføre begge fasene, inkludert observasjons- og testfasen.

Forventet analgesi knyttet til handlingen med å motta en behandling (f.eks. et smertestillende middel) kan redusere smerteoppfatningen, selv om denne behandlingen faktisk er et inert stoff (f.eks. placebo). Forventninger til smertestillende behandlinger kan oppnås på flere forskjellige måter, inkludert direkte erfaring med analgesi (dvs. pasienten lærer at etter å ha tatt et spesifikt medikament, vil smerte reduseres), muntlige instruksjoner (dvs. legen forteller pasienten at et spesifikt medikament vil redusere smerte). ) eller sosial observasjon (dvs. pasienten observerer smertelindring hos en annen pasient etter at denne pasienten tok et spesifikt medikament).

Den direkte opplevelsen av smertelindring i sammenheng med behandlingssignaler (dvs. conditioning) reduserer påfølgende smerteoppfatning når de samme behandlingssignalene er tilstede. Det nevrale grunnlaget for hvordan behandlingsforventninger oppnås under kondisjonering har blitt undersøkt tidligere. Disse studiene indikerer at den prefrontale cortex er involvert i å lære behandlingsforventninger i sammenheng med betingede analgetiske effekter.

Imidlertid kan disse forventningene også oppnås ved å observere andre. Vår gruppe var den første som demonstrerte at analgesi kan utløses ved å observere en annen person som opplever analgesi. Dette funnet har blitt bekreftet med ytterligere studier fra vår gruppe og andre grupper. I disse eksperimentene får deltakerne forventninger til smertelindring ikke ved å oppleve smertelindring selv, men snarere ved å observere en annen person (demonstranten) opplever smertestillende etter å ha mottatt en bestemt smertestillende behandling (faktisk en falsk behandling). Disse placebo-manipulasjonene genererer forventninger som fører til placebo-effekter av lignende størrelser som de som vises gjennom direkte erfaring via kondisjoneringsparadigmer.

Selv om tidligere forskning har fokusert på den direkte opplevelsen av smertelindring i en behandlingskontekst, antyder sosialpsykologi at de fleste menneskelig atferd faktisk er modulert av sosialitet og lært ved å observere andre. Etterforskerne etablerte nylig et paradigme for å undersøke nevrale mekanismer for observasjonslæring ved placeboanalgesi. Den foreløpige dataanalysen (upubliserte data) tyder på at mens deltakerne observerer noen andre som opplever mindre smerte på grunn av en smertestillende behandling, viser hjerneregioner assosiert med mentaliseringsprosesser som venstre og høyre temporoparietal junction (TPJ) og medial prefrontal cortex (mPFC) økt aktivering. Imidlertid er de underliggende nevrotransmittersystemene ukjente. Her tar etterforskerne sikte på å undersøke hvordan AVP modulerer dette nettverket av hjerneregioner. AVP er et sannsynlig kandidatsystem, fordi det nylig har blitt assosiert med placeboanalgesi av min nåværende mentors laboratorium, er involvert i å kontrollere en lang rekke sosial atferd, og har vist seg å kritisk modulere TPJ-aktivitet. Etterforskerne forventer at AVP vil føre til økt aktivering av mentaliseringsnettverket under observasjonslæring, og derfor til økt placeboanalgesi som et resultat av observasjonslæringen. For å undersøke dette vil etterforskerne utføre en lignende observasjonslæringsstudie i en gruppe som får intranasal AVP og en kontrollgruppe som får intranasal saltvann.

Bakgrunn: Kliniske utfall er ikke bare relatert til farmakologiske stoffer, men også til konteksten en behandling gis i, samt forventninger, frykt, ønsker og tro hos pasienten. De gunstige effektene på helserelaterte utfallsendringer på grunn av behandlingskonteksten og ikke på grunn av spesifikke virkninger av et medikament er kjent som placeboeffekter. Innen smertefeltet kalles reduksjonen av smerteoppfattelsen på grunn av placeboeffekter placeboanalgesi eller forventningsindusert analgesi.

Tidligere forskning viser at ved placeboanalgesi genererer informasjonssignaler om behandlingskonteksten forventningen om smertelindring på grunn av en behandling. Disse forventningene kan oppnås på flere måter, inkludert læring gjennom direkte erfaring (dvs. kondisjonering), verbal instruksjon eller observasjon av andre.

Flere studier undersøkte påvirkningen av direkte erfaring med analgesi ved bruk av kondisjoneringsparadigmer på placeboeffekter. Disse studiene viser at kondisjonering skaper mer robuste placeboeffekter enn verbale forslag alene, og at omfanget av opplevd smertelindring og varigheten påvirker påfølgende placeboeffekter.

På det nevrale nivået formidles placeboeffekter på smerteoppfatning av det synkende smertemodulerende systemet. Endogene opioider er involvert i smertefallende modulasjonssystemer, og placeboanalgesi kan reduseres betydelig av opioidantagonister. Flere studier impliserer funksjonell tilkobling mellom rostral fremre cingulate og periaqueductal grå, en region som er kritisk for synkende smertemodulasjon, og placeboanalgesi. I tillegg er det betydelig bevis på at prefrontale regioner, spesielt den dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC), er kritisk involvert i placeboanalgesi. Den prefrontale cortex viser konsekvent høyere aktiveringer relatert til forventning om analgesi og opplevelse av smertelindring indusert av en placebo-manipulasjon, og er involvert i anskaffelse av forventninger under kondisjonering av placebo-analgesi.

Derfor er den nåværende forståelsen at den prefrontale cortex opprettholder og oppdaterer forventninger til smerte, og at disse prefrontale regionene påvirker opplevelsen av smerte ved å aktivere det synkende smertemodulerende systemet.

Påvirkningen av sosial læring på placeboanalgesi har blitt undersøkt i mindre grad. Nyere forskning tyder på at placeboanalgesi også kan induseres ved observasjonslæring, men de nevrale nevrotransmittersystemene som ligger til grunn for observasjonsindusert placeboanalgesi er ennå ikke undersøkt.

Begrunnelse: For å utnytte placeboeffektene i kliniske sammenhenger, er det viktig å forstå hvordan placeboeffekter oppstår og opprettholdes. Tidligere nevrovitenskapelig forskning har først og fremst fokusert på kondisjoneringsparadigmer, men menneskelig atferd påvirkes av sosial læring. Sosial læring refererer til å lære om miljøet på grunn av informasjon oppnådd ved å observere andre. Vår overordnede hypotese er at AVP vil øke neural aktivering i regioner relatert til sosial kognisjon under observasjonslæring. Målet vårt er å bestemme samspillet mellom AVP og observasjonsindusert analgesi ved hjelp av en fMRI-tilnærming. fMRI er en ikke-invasiv teknikk for å måle endringer i blodoksygenering i hjernen som gjør det mulig for oss å trekke slutninger om lokalisering og utvidelse av nevrale aktivering assosiert med spesifikke hendelser og signaler, inkludert oppfatningen av eksperimentelle smertefulle stimuleringer og modulering. Etterforskerne designet et eksperiment som skal utføres atferdsmessig og med fMRI-målinger for å bestemme samspillet mellom AVP og observasjonsindusert analgesi.

Betydning: Dette eksperimentet vil fremme vår forståelse av endogene prosesser assosiert med observasjonsindusert analgesi og faktorene som påvirker smertebehandling. En bedre forståelse av hvordan behandlingsforventninger, dannet gjennom sosial observasjon, påvirker den individuelle smerteopplevelsen er betydelig på flere måter. For det første vil det gi en bedre forståelse av de kontekstuelle faktorene som former smerte og respons på behandlinger i kliniske omgivelser. For det andre kan kunnskap om de nevrale prosessene assosiert med endogen smertelindring føre til nye utviklinger innen smerteterapeutiske strategier. For det tredje forventer etterforskerne å generere funn som vil fremme vår kunnskap om hvordan kognitive prosesser (dvs. forventning) er representert i hjernen og hvordan disse faktorene påvirker menneskelig sosial atferd.