Die Rolle opioider Neurotransmission beim Erlernen von Schmerzkontrolle
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsstipendiums konnten wesentliche Aspekte des geplanten Projekts realisiert werden. Basierend auf einem operanten Konditionierungsparadigma, das unterschiedliche zeitliche Verläufe von im Mittel gleichstarken physikalischen Schmerzreizen verwendete, konnte gezeigt werden, dass ein Temperaturverlauf entsprechend einem typischen Offset Analgesie Stimulationsprofil motivational bevorzugt wird und dieser Effekt zügig erlernt wird. Unsere Untersuchung deutet darauf hin, dass Offset Analgesie biologisch dazu dient, dass bereits kleine Intensitätsabnahmen eines schädigenden Reizes richtungsweisend für das Verhalten des Individuums werden und der Organismus auf diese Weise effizient Verhalten begünstigt, das den Einfluss eines schädigende Reizes möglichst schnell minimiert. Funktionelle Bildgebungsdaten konnten dabei verschiedene Aspekte der zeitlichen Verarbeitung von Schmerzreizen verdeutlichen. Es konnten Korrelationen zwischen den zeitliche Verläufen der neuronalen Aktivität und den zeitlichen Verläufen des Schmerzerlebens demonstriert werden. Hervorzuheben ist eine Beteiligung des deszendierenden schmerzmodulierenden Systems, das beteiligte Schmerzhemmprozesse in diesem Zusammenhang zu vermitteln scheint und an den operanten Lernmechanismen beteiligt ist. Anders als geplant konnte jedoch der Beitrag opioider Neurotransmission aufgrund von bürokratischen Hürden im Gastgeberland nicht untersucht werden. Stattdessen wurde angestrebt opioide Mechanismen der Schmerzverarbeitung im Nagetier zu untersuchen, um die übergeordnete Fragestellung des Projektes dennoch zu verfolgen. Ein Projekt, das beabsichtigte opioide Aspekte der Schmerzverarbeitung bei Nacktmullen im Vergleich zu Mäusen im fMRT zu untersuchen, konnte jedoch ebenfalls aufgrund von Schwierigkeiten, die behördlichen Erlaubnisse für die Durchführung zu erhalten, nicht durchgeführt werden. Schließlich konnte das weithin etablierte CFA-Schmerzmodell im Hochfeld-fMRT untersucht werden. Dabei konnten wesentliche Aspekte der Netzwerkreorganisation bei anhaltendem Schmerz und dessen Hemmeffekt auf motivationales Verhalten demonstriert werden. Zudem konnte eine negative Korrelation zwischen der behavioralen Unterdrückung des spontanen Wühl- und Grabverhalten und der ACC Konnektivität mit fronto-basalen Hirnabschnitten identifiziert werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das ACC im Nagetier auch bei anhaltendem Schmerz eine wesentliche Rolle für die affektiv-motivationale Komponente des Schmerzes spielt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2017). Interactions between brain and spinal cord mediate value effects in nocebo hyperalgesia. Science 358:105–108
Tinnermann A, Geuter S, Sprenger C, Finsterbusch J, Büchel C
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(2018). Altered signaling in the descending pain modulatory system after short-term infusion of the μ-opioid agonist remifentanil. Journal of Neuroscience. 2018
Sprenger C, Eichler I, Eichler L, Zöllner C, Büchel C
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(2018). Anterior cingulate cortex connectivity is associated with suppression of behavior in a rat model of chronic pain. BNA. PMID: 30246156
Morris LS & Sprenger C, Koda K, de la Mora D, Yamada T, Mano H, Kashiwagi Y, Yoshioka Y, Morioka Y, Seymour B
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(2018). Classification and characterization of brain network changes in chronic back pain: A multicenter study. Wellcome Open Research 3:19
Mano H, Kotecha G, Leibnitz K, Matsubara T, Sprenger C, Nakae A, Shenker N, Shibata M, Voon V, Yoshida W, Lee M, Yanagida T, Kawato M, Rosa MJ, Seymour B
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(2018). Evidence for a spinal involvement in temporal pain contrast enhancement. NeuroImage 183:788–799
Sprenger C, Stenmans P, Tinnermann A, Büchel C
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(2018). Hedonic processing in humans is mediated by an opioidergic mechanism in a mesocorticolimbic system. Elife. Nov 16;7
Büchel C, Miedl S, Sprenger C
