RICERCA ITALIANA     

Basi fisiologiche della modulazione cognitiva del dolore

Università degli Studi di Torino

Abstract

L’esperienza globale del dolore dipende sia dall’attivazione delle vie afferenti periferiche provenienti dal tessuto danneggiato (meccanismi bottom-up) sia da un complesso insieme di fattori psicologici in grado di modulare le informazioni dolorifiche afferenti (controllo top-down). Sebbene lo studio dei meccanismi bottom-up di trasmissione nervosa lungo le vie nocicettive sia fondamentale per comprendere il dolore, negli ultimi anni particolare attenzione è stata data ai meccanismi di controllo top-down. Fattori quali l’attenzione e l’ansia, oppure interventi terapeutici quali la somministrazione di un placebo o la terapia ipnotica rappresentano il migliore esempio di come il dolore possa essere modulato da complessi meccanismi cognitivi ed emotivi. In particolare, questi meccanismi di modulazione cognitiva del dolore sono stati indagati con diverse tecniche di mappatura per immagini, come la tomografia ad emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica funzionale per immagini (fMRI). Nell’ambito degli esperimenti di mappatura funzionale per immagini nell’uomo, l’attività nocicettiva del midollo è stata generalmente trattata come una “scatola nera”, a causa delle difficoltà metodologiche di applicare la fMRI al midollo spinale. Poiché oggi mancano dati definitivi sull’analisi di tipo quantitativo della fMRI del midollo spinale, è necessario sviluppare metodi per la mappatura funzionale del midollo spinale dell’uomo in corso di stimolazione nociva.
Tenendo in >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Fabrizio Benedetti Università degli Studi di TORINO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Un primo obbiettivo importante di questo progetto è quello di comprendere i meccanismi cerebrali di modulazione cognitiva della percezione dolorifica. Un secondo obbiettivo importante è quello di sviluppare un metodo di analisi con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per studiare il midollo spinale, al fine di comprendere se la modulazione cognitiva del dolore coinvolge anche i circuiti neuronali spinali.
Per raggiungere il primo obbiettivo, cioè per analizzare come differenti fattori cognitivi influenzano la trasmissione dolorifica, utilizzeremo come modello di analisi l’attenzione, l’effetto placebo e l’ipnosi. Per quanto riguarda la modulazione attentiva del dolore, cercheremo di scoprire se esistono influenze “top-down” sia sopra-spinali che spinali, in modo da verificare se tali influenze sono specificamente dirette ai circuiti spinali. Per fare ciò, dei volontari riceveranno sul dorso della mano sinistra brevi stimoli caldi generati da uno stimolatore laser a stato solido, e brevi video mostranti scene a contenuto emotivo neutro verranno presentati durante gli stimoli laser. In meta’ dei trial ai volontari verra’ chiesto di prestare attenzione ai video, nell’altra meta’ alla mano sinistra. Le istruzioni attenzionali verranno fornite 8-10 secondi prima degli stimoli laser, in modo da poter valutare potenziali effetti sulla attivita’ basale dei circuiti spinali. I volontari dovranno fornire una valutazione dell’intensita’ percepita del calore o del dolore >>>

Risultati parziali attesi

Questo studio permetterà di capire i meccanismi di modulazione della percezione dolorifica da parte 1) dell’attenzione, 2) della somministrazione di placebo, quindi dell’aspettativa di beneficio terapeutico, e 3) delle suggestioni ipnotiche. Inoltre, l’altro risultato atteso del progetto è quello di applicare la risonanza magnetica funzionale (fMRI) al midollo spinale, al fine di capire se la modulazione cognitiva del dolore influenza i circuiti neuronali spinali.
In base ai risultati di esperimenti elettrofisiologici nelle scimmie, possiamo ipotizzare che nel midollo spinale si verifichino aumenti del segnale fMRI piu’ cospicui durante l’anticipazione o la percezione di stimoli termici quando i volontari prestano attenzione alla mano stimolata, rispetto a quando prestano attenzione ai video, indicando perciò una modulazione dell’attenzione a livello del midollo spinale.
Nello studio dell’analgesia da placebo sarà possibile comprendere il ruolo dell’apprendimento. Infatti, la modulazione della percezione dolorifica ad opera dell’aspettativa e anticipazione di un beneficio terapeutico è molto più efficace quando i soggetti hanno avuto una pregressa esperienza positiva di terapie efficaci. Perciò saremo in grado di capire le differenze fra un’analgesia da placebo indotta dalle sole suggestioni verbali e una indotta da una procedura di condizionamento.
L’altro tipo di modulazione cognitiva che sarà compresa è la modulazione ipnotica della percezione >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

L’esperienza globale del dolore dipende sia dall’attivazione delle vie afferenti periferiche provenienti dal tessuto danneggiato (meccanismi bottom-up) sia da un complesso insieme di fattori psicologici in grado di modulare le informazioni dolorifiche afferenti (controllo top-down). Sebbene lo studio dei meccanismi bottom-up di trasmissione nervosa lungo le vie nocicettive sia fondamentale per comprendere il dolore, negli ultimi anni particolare attenzione è stata data ai meccanismi di controllo top-down. Fattori quali l’attenzione e l’ansia, oppure interventi terapeutici quali la somministrazione di un placebo o la terapia ipnotica rappresentano il migliore esempio di come il dolore possa essere modulato da complessi meccanismi cognitivi ed emotivi (Price and Bushnell, 2004). In particolare, questi meccanismi di modulazione cognitiva del dolore sono stati indagati con diverse tecniche di mappatura per immagini, come la tomografia ad emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica funzionale per immagini (fMRI) (Porro 2003; Petrovic e Ingvar 2002; Villemure e Bushnell 2002).
Una modulazione su base attenzionale dell’attività neuronale indotta da stimoli somatosensoriali è stata descritta dal punto di vista neurofisiologico nell’area somatosensoriale primaria (SI) del macaco (Hyvarinen et al., 1980; Hsiao et al., 1993), e simili risultati sono stati riportati in studi PET o fMRI nell’uomo. Una modulazione attenzionale dell’attività evocata da stimoli innocui >>>