Identifiera neuroimaging biomarkörer, demografiska, personlighets- och sensoriska faktorer för att förutsäga extrema smärtreaktioner på olika experimentella smärtstimuleringar hos friska personer

Bakgrund Benägenheten att reagera på skadliga stimuli varierar kraftigt mellan individer och smärtvärden för till synes identiska skadliga stimuli kan variera från "ingen smärta" till "olidande smärta". Avbildningsstudier på friska försökspersoner har gett användbar information om identifiering av den interindividuella variationen i smärtuppfattning [2,3,4]. Dessa studier har visat att subjektiva smärtrapporter är nära relaterade till graden av neuronal aktivitet i flera hjärnregioner som är kända för att identifieras vid smärtbehandling. Dessutom har det funnits ett växande intresse för att förstå strukturella och funktionella mekanismer för interindividuell variabilitet i svar på identiska skadliga stimuli [5,6,7]. Ändå är förhållandet mellan smärtuppfattning och olika anatomiska och funktionella anslutningar inom vilotillståndshjärnnätverk inte helt förstått. När det gäller det anatomiska sambandet av smärtkänslighet kan skillnader i grå substans spegla neurala processer som bidrar till konstruktionen och moduleringen av smärta hos friska individer. Som sådan är studier inkonsekventa när det gäller denna fråga, och visar positiva [7] eller omvända samband [6] mellan smärtkänslighet och hjärnmorfologi. Inkonsekvensen i denna fråga motiverar ytterligare undersökning som kan belysa sambandet mellan skillnader i smärtkänslighet och regional grå substans och kan ge nya insikter om hjärnmekanismer som bidrar till detta ämne. Att förstå hjärnans morfologi och anslutningar inom specifika regioner associerade med smärtbehandling kan ge ett tillförlitligt förankring för de individuella skillnaderna i smärtrespons.

En allmänt använd metod för att undersöka hjärnans morfologi från MRI-bilder är voxelbaserad morfometri (VBM). VBM testar för statistiskt signifikanta skillnader i regional grå substans (GM) densitet mellan studiegrupper och dess tidsmässiga förändringar. Diffusionstensoravbildning (DTI) är en typ av diffusionsvägd avbildning med fördelen att kunna lösa individuella funktionella kanaler inom den vita substansen (WM), så DTI-parametrar fungerar som indirekta mått på strukturell anslutning via graden av integritet hos WM-kanalerna .

2. Syfte med studien Att identifiera neuroavbildande biomarkörer, demografiska, personlighets- och sensoriska faktorer för att förutsäga extrema smärtreaktioner på olika experimentella smärtstimuleringar hos friska försökspersoner 3. Metoder 3.1 Prov

Studiepopulationen kommer att bestå av 196 friska deltagare. Av dessa kommer 48 patienter att genomgå hjärnavbildning efter att ha uppfyllt följande inklusions- och uteslutningskriterier:

Studiedesign Den föreslagna studien har genomförts vid Pain Research Laboratory vid University of Haifa (där psykofysiska tester kommer att genomföras), och avbildningstester kommer att utföras på Imaging-avdelningen på Rambam Health Care Campus.

Ämnen rekryterades genom annonser som distribuerades på campus anslagstavla. Respondenter som uppfyllde inklusionskriterierna inbjöds att delta i studien. Försöket kommer att hållas i två oberoende experimentsessioner med en beräknad längd på en och en halv timme för de psykofysiska testerna och en halvtimme för neuroimaging-sessionen.

Denna studie fokuserar endast på extrema undergrupper. Därför, i den första sessionen (som ägde rum i smärtlabbet) delades försökspersoner (n=196) antingen in i två undergrupper enligt deras toleransresultat till Cold Pressor Test (CPT) (hög tolerans undergrupp = 180 s vs. låg toleransundergrupp ≤20 s). 24 försökspersoner från varje undergrupp kommer att väljas ut slumpmässigt och kommer att få en förklaring om möjligheten att delta i hjärnavbildningstestet. Försökspersoner som kommer att besluta sig för att delta i avbildningstestet kommer att genomgå det på Imaging Department of Rambam Health Care Campus. Vid ankomsten kommer försökspersonerna att få en fullständig förklaring av förloppet och tiden för MR-skanningen av hjärnan och kommer att bli ombedd att underteckna ett informerat samtycke. Varaktigheten av MRT-proceduren är cirka en halvtimme under vilken inget material kommer att injiceras eller smärttester kommer att utföras.

Under testet kommer flera sekvenser att utföras; tredimensionell högupplöst anatomi, ytterligare ett strukturellt test för definition av anslutning (DTI) och vilotillstånd (RS) fMRI-tester för att undersöka aktiviteten hos hjärnnätverk. MRT kommer att utföras med en 3-Tesla-skanner (GE Discovery MR750). Protokollet består av (1) en T1-vägd 3D-magnetiseringsförberedd sekvens med snabb gradienteko (MPRAGE) (176 skivor; 220 × 220 matris; TR = 2520 ms; TE = 1,74 ms; 1,0 × 1,0 × 1,0 mm voxel), (2) en eko-planär avbildning (EPI) vilotillståndssekvens (34 skivor; TR = 2010 ms; TE = 30 ms; 64 × 64 matris; 3,5 × 3,5 × 5 mm voxlar 200 volymer lag=4 RTs), (3 ) en diffusionsvägd avbildningssekvens (DTI) (70 skivor; TR = 4600 ms; TE = 89 ms; 2 × 2 × 2 mm voxlar) med användning av icke-kollinjära 64 riktningar och en enda icke-diffusionsviktad (b = 0 s /mm2) bild. I slutet av undersökningen kommer analyser av data att utföras för varje individ och för varje population i studien. Efter MR-skanningen kommer försökspersoner att bli ombedda att fylla i skalorna för depression, ångest och stress (DASS): DASS bedömer depression, ångest och stress med 7 objekt vardera (Henry & Crawford, 2005). DASS-Depression fokuserar på rapporter om dåligt humör, motivation och självkänsla, DASS-ångest på fysiologisk upphetsning, upplevd panik och rädsla, och DASS-stress på spänning och irritabilitet. Den korta versionen av Depression Anxiety Stress Scales (DASS-21): Konstruera validitet och normativa data i ett stort icke-kliniskt urval. Den validerades i en population på över 300 patienter med kronisk smärta samt friska frivilliga och fann giltig och tillförlitlig i båda populationerna.