Identyfikacja biomarkerów neuroobrazowania, czynników demograficznych, osobowościowych i czuciowych do przewidywania ekstremalnych odpowiedzi bólowych na różne eksperymentalne stymulacje bólu u zdrowych osób

Tło Skłonność do reagowania na szkodliwe bodźce różni się znacznie u poszczególnych osób, a oceny bólu pozornie identycznych bodźców szkodliwych mogą wahać się od „bez bólu” do „rozdzierającego bólu”. Badania obrazowe u osób zdrowych dostarczyły przydatnych informacji na temat identyfikacji zmienności międzyosobniczej w odczuwaniu bólu [2,3,4]. Badania te wykazały, że subiektywne doniesienia o bólu są ściśle związane ze stopniem aktywności neuronalnej w kilku obszarach mózgu, o których wiadomo, że są identyfikowane w przetwarzaniu bólu. Ponadto wzrosło zainteresowanie zrozumieniem strukturalnych i funkcjonalnych mechanizmów zmienności międzyosobniczej odpowiedzi na identyczne szkodliwe bodźce [5,6,7]. Jednak związek między odczuwaniem bólu a różnymi anatomicznymi i funkcjonalnymi połączeniami w sieciach mózgu w stanie spoczynku nie jest w pełni zrozumiały. Jeśli chodzi o anatomiczny korelat wrażliwości na ból, różnice w istocie szarej mogą odzwierciedlać procesy neuronalne przyczyniające się do budowy i modulacji bólu u osób zdrowych. W związku z tym badania są niespójne w tej kwestii, wykazując pozytywne [7] lub odwrotne powiązania [6] między wrażliwością na ból a morfologią mózgu. Niespójność w tej kwestii uzasadnia dalsze badania, które mogą wyjaśnić związek między różnicami we wrażliwości na ból a regionalną istotą szarą i mogą dostarczyć nowych informacji na temat mechanizmów mózgowych przyczyniających się do tego tematu. Zrozumienie morfologii mózgu i połączeń w określonych regionach związanych z przetwarzaniem bólu może stanowić wiarygodną podstawę dla indywidualnych różnic w reakcji na ból.

Powszechnie stosowanym podejściem do badania morfologii mózgu na podstawie obrazów MRI jest morfometria oparta na wokselach (VBM). Testy VBM pod kątem statystycznie istotnych różnic w regionalnej gęstości istoty szarej (GM) między badanymi grupami i jej zmian czasowych. Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) jest rodzajem obrazowania ważonego dyfuzją, którego zaletą jest możliwość rozwiązania poszczególnych dróg czynnościowych w obrębie istoty białej (WM), dlatego parametry DTI służą jako pośrednie miary łączności strukturalnej poprzez stopień integralności dróg WM .

2. Cel badania Identyfikacja neuroobrazowych biomarkerów, czynników demograficznych, osobowościowych i czuciowych do przewidywania ekstremalnych odpowiedzi bólowych na różne eksperymentalne stymulacje bólu u zdrowych osób 3. Metody 3.1 Próbka

Badana populacja będzie się składać ze 196 zdrowych uczestników. Spośród nich 48 pacjentów zostanie poddanych obrazowaniu mózgu po spełnieniu następujących kryteriów włączenia i wyłączenia:

Projekt badania Proponowane badanie zostało przeprowadzone w Laboratorium Badań nad Bólem Uniwersytetu w Hajfie (w którym będą przeprowadzane testy psychofizyczne), a badania obrazowe zostaną przeprowadzone na Wydziale Obrazowania Rambam Health Care Campus.

Badani byli rekrutowani za pośrednictwem ogłoszeń rozpowszechnianych na tablicy ogłoszeń kampusu. Osoby odpowiadające, które spełniły kryteria włączenia, zostały zaproszone do udziału w badaniu. Badanie odbędzie się w dwóch niezależnych sesjach eksperymentalnych, których przewidywany czas trwania to półtorej godziny na testy psychofizyczne i pół godziny na sesję neuroobrazowania.

Niniejsze badanie koncentruje się wyłącznie na skrajnych podgrupach. Dlatego w pierwszej sesji (która odbyła się w laboratorium bólu) badanych (n=196) podzielono na dwie podgrupy w zależności od ich tolerancji na test Cold Pressor Test (CPT) (podgrupa z wysoką tolerancją = 180 s vs. podgrupa tolerancji ≤20 s). Z każdej podgrupy zostaną wylosowane 24 osoby, które otrzymają wyjaśnienie dotyczące możliwości udziału w badaniu obrazowym mózgu. Osoby, które zdecydują się na udział w badaniu obrazowym, zostaną mu poddane w Dziale Obrazowania Rambam Health Care Campus. Po przybyciu badani otrzymają pełne wyjaśnienie przebiegu i czasu badania MRI mózgu oraz zostaną poproszeni o podpisanie formularza świadomej zgody. Czas trwania zabiegu MRI to około pół godziny, podczas którego nie będzie wstrzykiwany żaden materiał ani wykonywane będą testy bólu.

Podczas testu zostanie wykonanych kilka sekwencji; trójwymiarowa anatomia o wysokiej rozdzielczości, kolejny test strukturalny na określenie łączności (DTI) oraz testy fMRI stanu spoczynku (RS) w celu zbadania aktywności sieci mózgowych. Rezonans magnetyczny zostanie wykonany za pomocą skanera 3-Teslowego (GE Discovery MR750). Protokół składa się z (1) sekwencji szybkiego echa gradientowego (MPRAGE) ważonego T1 zależnego od magnetyzacji 3D (176 warstw; macierz 220 × 220; TR = 2520 ms; TE = 1,74 ms; 1,0 × 1,0 × 1,0 mm wokseli), (2) sekwencja stanu spoczynku obrazowania echoplanarnego (EPI) (34 wycinki; TR = 2010 ms; TE = 30 ms; macierz 64 × 64; 3,5 × 3,5 × 5 mm woksele 200 objętości opóźnienia = 4 RT), (3 ) sekwencja obrazowania ważonego dyfuzją (DTI) (70 warstw; TR = 4600 ms; TE = 89 ms; 2 × 2 × 2 mm woksele) przy użyciu niewspółliniowych 64 kierunków i pojedynczego ważonego bez dyfuzji ( b = 0 s /mm2) obraz. Na koniec badania zostaną przeprowadzone analizy danych dla każdej osoby i dla każdej populacji badania. Po skanowaniu MRI badani zostaną poproszeni o wypełnienie skali depresji, lęku i stresu (DASS): DASS ocenia depresję, lęk i stres za pomocą 7 pozycji każda (Henry i Crawford, 2005). DASS-Depresja koncentruje się na doniesieniach o niskim nastroju, motywacji i samoocenie, DASS-lęk na pobudzeniu fizjologicznym, postrzeganej panice i strachu, a DASS-stres na napięciu i drażliwości. Skrócona wersja Skali Stresu Depresji Lęku (DASS-21): Skonstruuj trafność i dane normatywne w dużej próbie nieklinicznej. Został on zwalidowany w populacji ponad 300 pacjentów z przewlekłym bólem, a także zdrowych ochotników i okazał się ważny i wiarygodny w obu populacjach.