大脑中的血管加压素和痛觉
加压素对安慰剂镇痛观察学习的影响
疼痛的感觉不仅仅是一种感官体验,还受到情绪、信念和期望的影响,使疼痛成为一种高度主观的体验。 这在临床实践中很明显,医生的行为和治疗环境会强烈影响患者的疼痛体验。 研究表明,即使治疗没有活性成分,患者对治疗会减轻疼痛的期望也会影响个人对疼痛的感知。 预期诱导镇痛的出现是由于中枢神经系统中内源性抑制系统的参与调节了患者的个体疼痛体验。
期望诱导镇痛的发展可以通过多种方式产生。 研究人员之前已经证明,社会信息和观察学习(例如,患者观察另一个接受治疗的人的镇痛情况)可以导致预期诱导的镇痛和疼痛减轻。 然而,这些期望如何获得的神经机制(大脑中的机制)以及观察学习诱导镇痛的神经机制尚不清楚。
研究人员最近建立了一个程序来研究安慰剂镇痛中观察学习的神经机制。 在这里,研究人员建议研究血管加压素(一种对社交互动很重要的神经递质)对观察学习的影响。
研究人员将使用功能性磁共振成像 (fMRI) 这一非侵入性方法来研究人类的神经活动。 参与者将接受加压素或盐水喷鼻剂。 在 fMRI 扫描期间,参与者随后将经历观察学习阶段,研究参与者将通过视频学习另一个人的镇痛体验,以及测试阶段,参与者将通过与观察阶段相同的线索感知疼痛刺激。 加压素组和生理盐水组的比较将使我们能够研究加压素如何影响观察学习对疼痛感知的行为效应及其对观察学习的神经处理的影响。
更好地了解人脑如何处理观察诱导的镇痛将使我们能够通过增加帮助患者应对疼痛的背景因素来改善疼痛治疗的治疗背景。
研究概览
详细说明
本研究的目的是研究加压素 (AVP) 如何影响与观察诱导镇痛相关的神经机制。 更具体地说,研究人员将确定观察另一个经历镇痛的人如何影响随后对疼痛刺激的行为和神经反应。
目标 1:研究 AVP 如何影响与观察诱导镇痛相关的神经机制。
假设 1:研究人员预计 AVP 将促进参与社会认知的大脑区域的激活。
总体目标是确定 AVP 对与观察诱导镇痛相关的大脑机制的影响。 本实验采用受试者间研究设计。 参与者将被随机分配到 AVP 组和对照组。 实验者和参与者将对参与者的分配视而不见。 AVP 组的参与者将接受鼻内 AVP,对照组的参与者将在 fMRI 实验前接受鼻内生理盐水。 参与者有 50% 的机会被分配到任一组。 fMRI 扫描仪中的实验分为两个阶段:观察阶段,参与者将观看演示者体验镇痛的视频,以及测试阶段,研究参与者将接受热痛以研究疼痛感知是如何受到影响的。 在这两个阶段中,都会有一个安慰剂条件(期望接受治疗的疼痛)和一个对照条件(没有期望接受治疗的疼痛)。 所有参与者都将完成两个阶段,包括观察和测试阶段。
与接受治疗(例如止痛药)的行为相关的镇痛预期可以减少痛觉,即使这种治疗实际上是一种惰性物质(例如 安慰剂)。 可以通过几种不同的方式获得对镇痛治疗的期望,包括对镇痛的直接体验(即患者得知服用特定药物后疼痛会减轻)、口头指示(即医生告诉患者特定药物会减轻疼痛) ) 或社会观察(即患者在另一名患者服用特定药物后观察到疼痛减轻)。
在治疗线索的背景下疼痛缓解的直接体验(即。 当存在相同的治疗线索时,调理)会减少随后的疼痛感知。 之前已经研究了在调节过程中如何获得治疗预期的神经基础。 这些研究表明,前额叶皮层参与了在条件镇痛作用的背景下学习治疗期望。
然而,这些期望也可以通过观察他人获得。 我们小组是第一个证明可以通过观察另一个经历镇痛的人来触发镇痛的小组。 我们小组和其他小组的其他研究证实了这一发现。 在这些实验中,参与者不是通过自己体验疼痛缓解来获得镇痛的预期,而是通过观察另一个人(演示者)在接受某种镇痛治疗(实际上是假治疗)后体验镇痛。 这些安慰剂操作会产生预期,从而导致与通过调节范式通过直接经验显示的安慰剂效应大小相似的安慰剂效应。
尽管之前的研究主要集中在治疗背景下疼痛缓解的直接体验,但社会心理学表明,大多数人类行为实际上是由社会性调节的,是通过观察他人学习的。 研究人员最近建立了一个范例来研究安慰剂镇痛中观察学习的神经机制。 初步数据分析(未发表的数据)表明,虽然参与者观察到其他人因镇痛治疗而疼痛减轻,但与心理化过程相关的大脑区域,如左右颞顶交界处 (TPJ) 和内侧前额叶皮层 (mPFC) 显示增加激活。 然而,潜在的神经递质系统是未知的。 在这里,研究人员旨在研究 AVP 如何调节这个大脑区域网络。 AVP 是一个可能的候选系统,因为最近它已被我当前导师的实验室与安慰剂镇痛相关联,参与控制各种社会行为,并已被证明可以严格调节 TPJ 活动。 研究人员预计 AVP 将导致观察学习期间心智化网络的激活增加,因此,观察学习会增加安慰剂镇痛作用。 为了对此进行调查,研究人员将在接受鼻内 AVP 的组和接受鼻内盐水的对照组中进行类似的观察学习研究。
背景:临床结果不仅与药理物质有关,还与治疗的环境以及患者的期望、恐惧、愿望和信念有关。 由于治疗环境而不是由于药物的特定作用,对健康相关结果变化的有益影响被称为安慰剂效应。 在疼痛领域,由于安慰剂效应而引起的痛觉减少被称为安慰剂镇痛或期望诱导镇痛。
先前的研究表明,在安慰剂镇痛中,治疗背景的信息线索会产生因治疗而减轻疼痛的预期。 这些期望可以通过多种方式获得,包括通过直接经验学习(即 调理)、口头指导或对他人的观察。
几项研究调查了使用调节范式对镇痛的直接体验对安慰剂效应的影响。 这些研究表明,条件反射比单独的口头建议产生更强大的安慰剂效应,并且疼痛缓解的程度和持续时间会影响随后的安慰剂效应。
在神经水平上,安慰剂对痛觉的影响是由下行疼痛调节系统介导的。 内源性阿片类药物参与疼痛下行调制系统,阿片类拮抗剂可显着降低安慰剂镇痛作用。 几项研究涉及头侧前扣带回和导水管周围灰质之间的功能连接,这是一个对下行疼痛调节和安慰剂镇痛至关重要的区域。 此外,有相当多的证据表明前额叶区域,尤其是背外侧前额叶皮层 (DLPFC),在安慰剂镇痛中起着重要作用。 前额叶皮层始终显示出与安慰剂操作诱导的镇痛预期和疼痛缓解体验相关的更高激活,并且参与安慰剂镇痛调节过程中预期的获得。
因此,目前的理解是前额叶皮层维持和更新对疼痛的预期,并且这些前额叶区域通过激活下行疼痛调节系统来影响疼痛体验。
社会学习对安慰剂镇痛的影响已经进行了较小程度的研究。 最近的研究表明,观察学习也可以诱导安慰剂镇痛,然而,支持观察诱导的安慰剂镇痛的神经递质系统尚未得到研究。
理由:要在临床环境中利用安慰剂效应,重要的是要了解安慰剂效应是如何产生和维持的。 以前的神经科学研究主要集中在调节范式上,但是人类行为会受到社会学习的影响。 社会学习是指通过观察他人获得的信息来了解环境。 我们的总体假设是 AVP 将在观察学习期间增加与社会认知相关区域的神经激活。 我们的目标是使用 fMRI 方法确定 AVP 和观察诱导镇痛的相互作用。 fMRI 是一种非侵入性技术,用于测量大脑中血氧的变化,使我们能够推断与特定事件和线索相关的神经激活的定位和扩展,包括实验性疼痛刺激和调节的感知。 研究人员设计了一项通过行为和 fMRI 测量进行的实验,以确定 AVP 和观察诱导镇痛的相互作用。
意义:该实验将促进我们对与观察诱导镇痛相关的内源性过程以及影响疼痛处理的因素的理解。 更好地理解通过社会观察形成的治疗预期如何影响个人的疼痛体验在几个方面具有重要意义。 首先,它将允许更好地理解影响疼痛的背景因素和对临床环境中治疗的反应。 其次,了解与内源性疼痛缓解相关的神经过程可能会导致疼痛治疗策略的新发展。 第三,研究人员预计产生的结果将提高我们对认知过程(即认知过程)如何进行的认识。 预期)在大脑中的表现以及这些因素如何影响人类社会行为。
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 阶段2
- 阶段1
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名:Rachel Massalee, MS
- 邮箱:rmassalee@umaryland.edu
研究联系人备份
- 姓名:Research Coordinator
- 电话号码:410-706-5975
- 邮箱:NRSCollocaLab@umaryland.edu
学习地点
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Maryland
-
Baltimore、Maryland、美国、21201-1512
- 招聘中
- Luana Colloca
-
接触:
- Luana Colloca, MD, PhD, MS
- 电话号码:301-364-8089
- 邮箱:colloca@umaryland.edu
-
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
描述
纳入标准:
- 年龄(18-55岁)
- 讲英语的人(书面和口头)
排除标准:
- 心血管、神经系统疾病、肺部异常、肾脏疾病、肝脏疾病、退行性神经肌肉疾病、过去 3 年内的癌症病史
- 任何慢性疼痛病史或目前处于疼痛状态
- 严重的精神疾病(例如 精神分裂症、双相情感障碍、躁狂症、自闭症)和/或在过去 3 年内导致治疗和/或住院的精神疾病。
- 躁狂症、精神分裂症或其他精神病的家族史(一级)
- 终生酒精/药物依赖或过去 3 个月内酒精/药物滥用
- 怀孕或哺乳
- 色盲
- 受损的、未矫正的听力
- 血管性水肿史
- 高血压(高于 140 mmHg)或有症状的低血压
- 昏厥史
- 左撇子
- 对面霜、乳液或食用色素过敏或敏感
- 任何非有机植入物或任何不可移动的金属装置(例如 起搏器、人工耳蜗、支架、手术夹、不可拆卸的穿孔)
- 任何先前的眼外伤或眼内可能有异物(例如 在金属领域工作)因头部外伤而持续存在功能障碍
- 对封闭空间的恐惧
- MRI 的任何其他禁忌症(例如 头部和颈部有大纹身)
- 以前参加过“大脑中的疼痛感知”研究
- 药物测试失败(阿片类药物、可卡因、甲基苯丙胺、苯丙胺和 THC 的测试)
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:随机化
- 介入模型:并行分配
- 屏蔽:双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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安慰剂比较:盐水
在研究团队成员的指导下,参与者将在开始 fMRI 实验前不久自我管理鼻内生理盐水。 研究人员、工作人员和参与者对治疗方案不知情。 每种药剂将通过鼻喷雾剂施用。 护士/PI 将指导参与者按如下方式自行喷鼻:每个鼻孔交替喷洒一次,间隔 30 秒,每个鼻孔总共喷两次。 |
鼻内生理盐水将作为生理盐水组参与者的安慰剂
其他名称:
在观察学习干预期间,参与者将通过视频了解另一个人的镇痛体验。
参与者将了解安慰剂乳膏的镇痛特性和对照乳膏的中性特性。
其他名称:
来自鼻内加压素和鼻内生理盐水组的所有参与者都将通过 fMRI 数据采集,以获得大脑结构、大脑静息状态和功能性 MRI 扫描。
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实验性的:精氨酸加压素
在研究团队成员的指导下,参与者将在开始 fMRI 实验前不久自我管理鼻内加压素。
AVP 的值为 40IU。
由 Polypeptide Group Inc. (http://www.polypeptide.com) 制造的 Arg8-加压素合成物每单位 (1 mL) 的数量
为 0.323 毫克。
将此量稀释在 0.9% 氯化钠 (B.
布朗医疗公司)。
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在观察学习干预期间,参与者将通过视频了解另一个人的镇痛体验。
参与者将了解安慰剂乳膏的镇痛特性和对照乳膏的中性特性。
其他名称:
来自鼻内加压素和鼻内生理盐水组的所有参与者都将通过 fMRI 数据采集,以获得大脑结构、大脑静息状态和功能性 MRI 扫描。
鼻内加压素将在 fMRI 实验前不久给药。
其他名称:
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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在疼痛刺激期间,辅助运动区 BOLD 信号的变化与全脑平均值相比
大体时间:第 2 天,平均 24 次疼痛刺激试验,每次刺激持续 20 秒
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血氧水平依赖性 (BOLD) 反应将允许识别由于事件(例如, 痛苦的刺激),将在实验期间给予。 BOLD 信号百分比的变化计算为 20 秒热痛期间右侧辅助运动区的 BOLD 信号除以该 20 秒热痛期间全脑平均 BOLD 信号。 |
第 2 天,平均 24 次疼痛刺激试验,每次刺激持续 20 秒
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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加热温度
大体时间:第 1 天(校准)
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第 1 天,将加热温度校准到个体水平。
选择对应于 100 个视觉模拟量表疼痛等级中的 50 个的加热温度作为第 2 天(测试)的测试温度。
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第 1 天(校准)
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疼痛等级
大体时间:第 2 天(测试)
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参与者将在视觉模拟量表上提供他们的疼痛,从 0 = 无疼痛到 100 = 最大无法忍受的疼痛。
正常值将没有疼痛。
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第 2 天(测试)
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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内隐联想测试 (IAT) 响应延迟差异
大体时间:第一天
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IAT 是一种行为测试,通过测量概念(例如非裔美国人、亚洲人、白人)和评估(好、坏)之间的关联强度来检查种族偏见。 当参与者在屏幕上看到图像(人)或文字(好/坏)时,他们被要求按下响应键。 使用 E-prime 作为按下响应键的反应时间,以毫秒为单位测量响应延迟 (RL)。 RL 差异 (D) 分数计算为 1) 从整体试验中计算 RL 的标准偏差 (SD); 2) M1 是 RL 在“白”和“好”共享相同响应键的情况下的平均值。 M2是RL在“African-American/Asian people”和“good”共享同一个response key的情况下的均值; 3) D = (M2-M1)/SD。 D 分数范围从 -2 到 +2。 正值表示对白人的种族偏好。 负值表示对非裔美国人/黑人或亚洲人的种族偏好。 接近 0 的值表示没有种族偏好。 |
第一天
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Luana Colloca, MD/PhD/MS、University of Maryland Baltimore School of Nursing
出版物和有用的链接
一般刊物
- Colagiuri B, Schenk LA, Kessler MD, Dorsey SG, Colloca L. The placebo effect: From concepts to genes. Neuroscience. 2015 Oct 29;307:171-90. doi: 10.1016/j.neuroscience.2015.08.017. Epub 2015 Aug 10.
- Colloca L, Benedetti F. Placebo analgesia induced by social observational learning. Pain. 2009 Jul;144(1-2):28-34. doi: 10.1016/j.pain.2009.01.033. Epub 2009 Mar 10.
- Colloca L, Pine DS, Ernst M, Miller FG, Grillon C. Vasopressin Boosts Placebo Analgesic Effects in Women: A Randomized Trial. Biol Psychiatry. 2016 May 15;79(10):794-802. doi: 10.1016/j.biopsych.2015.07.019. Epub 2015 Aug 4.
- Schenk LA, Sprenger C, Geuter S, Buchel C. Expectation requires treatment to boost pain relief: an fMRI study. Pain. 2014 Jan;155(1):150-157. doi: 10.1016/j.pain.2013.09.024. Epub 2013 Sep 26.
- Born J, Lange T, Kern W, McGregor GP, Bickel U, Fehm HL. Sniffing neuropeptides: a transnasal approach to the human brain. Nat Neurosci. 2002 Jun;5(6):514-6. doi: 10.1038/nn849. No abstract available.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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