Neurala och psykologiska mekanismer för smärtuppfattning

Mål

Smärta är en av de viktigaste signalerna för en organisms överlevnad. De vägar som överför skadlig input från periferin till det centrala nervsystemet är mycket konserverade över mänskliga och djurmodeller. Hos människor är den ultimata upplevelsen av smärta också starkt påverkad av psykologiska faktorer. Till exempel leder placeboeffekten till robust smärtlindring och kan påverka reaktioner på skadliga stimuli i den mänskliga hjärnan. De psykologiska och neurobiologiska mekanismerna genom vilka psykologiska faktorer påverkar smärta förblir dock i stort sett okända.

Smärta kan moduleras av explicita föreställningar om behandlingar, tidigare erfarenheter och lärande, interpersonella processer som stödjer relationen mellan patient och leverantör och kontextuella faktorer relaterade till behandlingsmiljön. I den föreslagna experimentserien kommer vi systematiskt att undersöka de neurala och psykologiska mekanismer som medierar effekterna av dessa faktorer på akut smärta. Vi kommer att fokusera på förväntningar, uppmärksamhet, känslor, konditionering/associativt lärande och sociala faktorer. Dessa experiment kommer huvudsakligen att använda funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) och psykofysiologiska mätningar, såväl som beteendeanalyser och självrapporter. Vi kommer att undersöka effekterna av olika typer av smärtrelaterade förväntningar på beslut om smärta samt svar i hjärnan och periferin. Vi kommer också att jämföra akut smärta med andra hedoniska och perceptuella processer. Detta kommer att tillåta oss att skilja processer som är unika för smärtuppfattning från dem som inte är specifika för smärta, såsom processer involverade i perception och beslutsfattande över domäner.

Tillsammans syftar den föreslagna serien av experiment till att belysa de psykologiska, neurobiologiska och fysiologiska mekanismer som modulerar smärta. Detta kan i sin tur identifiera mål för smärtbehandling och informera mekanistiska studier av förändrad smärtbehandling i kliniska populationer.

Studera befolkning

Vi planerar att rekrytera 500 friska frivilliga mellan 18 och 50 år.

Design

Syftet med den föreslagna serien av experiment är att förstå hur förväntningar, uppmärksamhet och känslor påverkar akut smärta. Vi kommer att manipulera förväntningar om skadliga stimuli med hjälp av associativ inlärning och verbala instruktioner, både inom ämnen och mellan grupper. Vi kommer att mäta beslut om smärtupplevelse (självrapportering) samt neurala och fysiologiska svar på skadliga stimuli som orsakar smärta. Vi kommer att kombinera beräkningsmodellering med avancerade neuroavbildningsanalyser för att isolera de neurala och psykologiska mekanismer som förmedlar effekterna av förväntningar, uppmärksamhet och känslor på subjektiv smärta. För att bestämma specificiteten hos dessa mekanismer kommer vi att jämföra akuta smärtmodaliteter (t.ex. termisk smärta kontra chockinducerad smärta), och vi kommer att kontrastera smärta med andra hedoniska och perceptuella domäner (t.ex. smak).

Utfallsmått

Beroende variabler för alla experiment inkluderar beslut om smärta och/eller andra uppfattningar (t.ex. sötma i en smak) mätt med visuella analoga skalor, reaktionstid, fysiologiska svar (t.ex. hudkonduktans, pupillvidgning) och/eller FET-aktivering i intressanta regioner. Vi är specifikt intresserade av processer inom nätverket av regioner som är kända för att vara involverade i smärtbearbetning (smärtbehandlingsnätverk, PPN), såväl som svar i den prefrontala cortex (PFC), ventral striatum (VS) och amygdala. Vi antar att nociceptiva stimuli och smärtvärderingar kommer att vara associerade med unika aktiveringsmönster inom PPN, medan svar i regioner associerade med värde, verkställande funktion och beslutsfattande kommer att vara vanliga över resultat.