強直性冷痛刺激時の内側眼窩前頭前野の脱活性化。対立プロセス理論を検討したfMRI研究

Medial Orbitofrontal De-Activation During Tonic Cold Pain Stimulation: A fMRI Study Examining the Opponent-Process Theory.

• Nathalie Bitar
• Jules R Dugré
• Serge Marchand
• Stéphane Potvin

抄録

背景:

痛みを伴う刺激と報酬を伴う刺激の同時投与は、互いの知覚を低下させる傾向があるが、最近のエビデンスは、不快な刺激の中断後に快い痛みの緩和が経験されることを示している。神経生物学的根拠によれば、これらの対立過程は、侵害受容性刺激の間は脳の報酬領域の活動が低下し、その中断後はこれらの領域の活動が増加することを意味するはずである。後者の仮定を支持する証拠が増えてきているが、ヒトでは前者を支持する証拠が不足している。

Background: While the concomitant administration of painful and rewarding stimuli tends to reduce the perception of one another, recent evidence shows that pleasant pain relief is experience after the interruption of noxious stimuli. On neurobiological grounds, these opponent processes should translate into decreased activity in brain reward regions during nociceptive stimulation and increased activity in these regions after its interruption. While growing evidence supports the latter assumption, evidence is lacking in humans in support of the former.

方法:

健康な26名の被験者を対象に、右足に冷たいジェルを塗布するという新しいパラダイムを用いて、冷痛刺激を行う機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を行った。

Methods: Twenty-six healthy individuals underwent a functional magnetic resonance imaging (fMRI) session during which they were administered a cold pain stimulation, using a novel paradigm which consisted in a cold gel applied on the right foot of participants.

結果:

刺激が中断された後、参加者は有意なレベルの快痛緩和を経験した。冷痛刺激の間、疼痛マトリックスの主要部位（視床、一次体性感覚野、島皮質など）で脳の活性化が観察された。逆に、内側眼窩前頭前野の非活性化が認められた。内側眼窩前頭前野の非活性化は不顕性疼痛症状と負の相関があった。

Results: After the interruption of noxious stimulation, participants experienced significant levels of pleasant pain relief. During cold pain stimulation, brain activations were observed in key regions of the pain matrix (eg, thalamus, primary somatosensory cortex and insula). Conversely, the medial orbitofrontal cortex was found to be de-activated. Medial orbitofrontal de-activations were negatively correlated with subclinical pain symptoms.

議論:

我々の結果は、冷痛刺激時に脳の重要な報酬領域（例えば、内側眼窩前頭前野皮質）が非活性化されることを示しており、この結果は対人プロセス理論の中心的な仮定の一つと一致している。方法論的には、我々の結果は、足に塗布された冷たいジェルが痛みマトリックスの活性化の引き金になることを示しており、コールドプレッサーテストを中断することで、有意なレベルの快痛緩和が得られることを示している。

Discussion: Our results show that a key brain reward region (eg, medial orbitofrontal cortex) is de-activated during cold pain stimulation, a result which is consistent with one of the central assumptions of the opponent-process theory. On methodological grounds, our results show that the cold gel applied to the foot can be used to trigger activations in the pain matrix, and that the interruption of the cold pressor test elicits significant levels of pleasant pain relief. fMRI studies on pain-reward interactions in chronic pain patients are warranted.

© 2020 Bitar et al.