В недавнем исследовании, размещенном на сервере bioRxiv *, исследователи продемонстрировали возможность воспроизведения ранее наблюдаемого эффекта пространственной суммации боли (SSp) во время пандемии коронавирусной болезни 2019 (COVID-19). Кроме того, они измерили связь между ожиданием, связанным с болью, и SSp.

Фон

Согласно шеррингтоновскому контексту SSp, ноцицептивные нейроны, получающие множественные побочные стимулы от соседних нейронов, генерируют потенциалы действия даже при стимулах с подпороговыми значениями. Холодовая прессорная задача (CPT) широко используется в исследованиях ноцицепции и SSp.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи попросили 68 здоровых участников в возрасте от 19 до 65 лет выполнить КПТ, при этом они должны были погрузить недоминирующие руки в холодную воду, чтобы вызвать ССД. Они требовали, чтобы все участники выполняли КПТ в двух экспериментальных условиях, т. е. постепенно погружали и вынимали руки из воды в восходящем и нисходящем движении. Примечательно, что команда не использовала никаких лабораторных процедур; вместо этого они работали в домашних условиях. Однако для проведения этого исследования они использовали коммерческое оборудование.

Порядок двух экспериментальных условий был псевдослучайным, а временной интервал между ними составлял один час. В течение этого интервала участники заполняли анкету субъективного опыта рабочей нагрузки (SEWL), которая измеряла их физическую активность. Сначала исследователи проверили холодовой болевой порог (PT COLD ) на исследуемой конечности. Они помещали кубик льда на ладонные поверхности рук участников и записывали время (в секундах) до того, как они впервые почувствовали боль. Участники до самого конца не знали о цели исследования. Затем их попросили предоставить свою демографическую информацию и угадать цель исследования.

Исследователи использовали визуальную аналоговую шкалу (ВАШ) для измерения интенсивности боли через 10, 30 и 50 секунд. Кроме того, они использовали VAS для измерения ожидаемой интенсивности боли каждым участником в сравнении с фактическим восприятием боли. Каждое испытание с погружением и интервал между испытаниями длились 60 секунд и пять минут соответственно. Шкала ожиданий имела якоря от нуля до 100, что указывало на отсутствие боли и самую сильную вообразимую боль. Пока участники выставляли оценки, экзаменаторы записывали температуру воды.

Команда использовала модель General Estimated Equations (GEE) с тремя факторами — условием (восходящий, нисходящий), сегментом (от 1 до 5) и временем (10, 30, 50 с), чтобы исследовать влияние области стимуляции на интенсивность боли. Наконец, исследователи использовали ранговые коэффициенты Пирсона или Спирмена в зависимости от распределения данных, чтобы провести корреляцию между SSp и SEWL, интенсивностью и ожидаемой болью.

Результаты исследования

Авторы наблюдали значительный эффект SSp в домашних условиях. Что еще более важно, они обнаружили, что стимуляция большей области в среднем приводила к усилению боли. Более того, они наблюдали взаимосвязь между последовательностью погружений и размером стимулируемой области. Эти взаимодействия показали, что, когда стимулируемые сегменты руки были одинакового размера, боль воспринималась по-разному в восходящем и нисходящем состоянии, т. е. при погружении от кончика пальца к подмышечной впадине и от подмышечной впадины к кончикам пальцев.

Воспроизводимость этого взаимодействия была более заметной при сравнении только погружения сегмента из первых рук. Однако это взаимодействие, вероятно, проявлялось после мощной активации системы торможения нисходящей боли в нисходящем состоянии. Кроме того, увеличение боли в любой последовательности было непропорциональным. Как было замечено в предыдущих исследованиях, увеличение площади в пять раз не умножает сообщаемую интенсивность боли на ту же величину. Таким образом, возможно, что длительность раздражителя сильно влияла на паттерн суммирования боли.

Принимая во внимание измерения последних 50 секунд, SSp частично опосредовался сенсибилизацией в пределах нейрооси, получая более крутую кривую, представляющую траекторию суммирования. Еще одной особенностью эффекта SSp был характер усиления боли, который в одинаковой степени мог быть объяснен линейным и нелинейным уравнением.

Выводы

В настоящем исследовании представлена ​​новая методология изучения эффекта SSp в домашних условиях с использованием ранее описанной восходящей/нисходящей парадигмы и холодовой стимуляции. Этот метод замечательно воспроизвел эффект SSp вне клинических и нелабораторных условий, ранее продемонстрированный Маршаном и Арсено, но с использованием модифицированной методологии.

Метод исследования использовал только руку и разделял ее на пять сегментов. Во-вторых, использовалась холодовая стимуляция. В-третьих, в исследовании использовалось только домашнее оборудование. Несмотря на различия и случайный шум, вызванный разными экспертами и температурами в разных домохозяйствах, SSp был стабильным.

Исследование также дало механистическое представление об эффекте SSp, показав, что его пространственное суммирование может быть выведено из ожиданий субъекта относительно боли. Кроме того, они показали, что на него сильно повлияла сенсибилизация и сформировалось нисходящее торможение боли. Хотя ожидание боли могло сильно повлиять на пространственное суммирование, будущие исследования, связанные с манипулированием ожиданием боли, должны подтвердить эту гипотезу. Кроме того, в текущем исследовании увеличение площади стимула было экспоненциальным, что могло привести к менее эффективному торможению; таким образом, наблюдается более линейное усиление боли.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.