Hirnnetzwerkkorrelate tonischen und chronischen Schmerzes

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Ploner
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 230335848

Schmerz ist eine komplexe und hoch subjektive Erfahrung, die lebenswichtige Schutzfunktionen versieht. Bei chronischen Schmerzen jedoch versieht langanhaltender Schmerz keine Schutzfunktion mehr, sondern stellt eine eigenständige Erkrankung mit verheerenden Auswirkungen auf die Lebensqualität dar. Aktuelle Befunde zeigen, dass das Gehirn eine aktive Rolle bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung von chronischen Schmerzen spielt. Die genauen zerebralen Mechanismen sind jedoch nicht vollständig verstanden. In dem vorangegangenen Projekt haben wir daher begonnen, die zerebralen Korrelate langanhaltenden experimentellen und klinischen Schmerzes mit der Elektroenzephalographie (EEG) zu untersuchen. Die vorgeschlagene Fortsetzung des Projekts baut auf den Paradigmen und Analysen des Vorgängerprojekts auf und erweitert den Ansatz von der Untersuchung schmerzassoziierter lokaler Hirnaktivität auf die umfassende Analyse zerebraler Konnektivität, d.h. schmerzassoziierter neuronaler Kommunikation im Gehirn. Bei 100 Patienten mit chronischen Rückenschmerzen und 100 gesunden Kontrollprobanden wollen wir neuronale Kommunikation mit zeitgerechten Konnektivitäts-Maßen untersuchen, die die Feldausbreitungs- und Volumenleitungspropleme traditioneller EEG-Analysen hinter sich lassen. Basierend auf diesen Konnektivitäts-Maßen wollen wir aktuelle Graphentheorie-basierte Netzwerkanalysen zerebraler Konnektivität während langanhaltendem experimentellem und klinischem Schmerz durchführen. Eine sorgfältige klinische und psychologische Untersuchung wird es dabei erlauben, Netzwerk-Konnektivität mit den individuellen klinischen und psychologischen Charakteristika in Verbindung zu setzen. Basierend auf unseren bisherigen Befunden vermuten wir, dass die gegenwärtige Intensität klinischer und experimenteller Schmerzes von Gamma-Oszillationen im medialen präfrontalen Kortex widergespiegelt wird, die mit Konnektivität im theta und/oder beta-Band assoziiert sind. Weiter vermuten wir, dass chronischer Schmerz mit zusätzlichen Veränderungen der globalen Netzwerk-Konnektivität wie z.B. einer Reduktion der sogenannten small-worldness verbunden ist. Wir nehmen an, dass solche globalen Netzwerkveränderungen eher die langfristige Beeinträchtigung der Patienten als die gegenwärtige Schmerzintensität widerspiegeln und dementsprechend nicht bei experimentellen Schmerzen bei gesunden Probanden zu beobachten sind. In einem weiteren Schritt wollen wir mit multivariaten Analysen untersuchen, ob chronischer Schmerz aus zerebraler Konnektivität abgelesen werden kann. Dieser Ansatz könnte helfen, einen neuronalen Marker chronischen Schmerzes zu etablieren, was die Diagnostik und Klassifikation chronischer Schmerzen erleichtern und die Therapieplanung und -überwachung verbessern könnte. Die vorgeschlagene Projektverlängerung verspricht so neue Einblicke in die zerebralen Grundlagen langanhaltenden Schmerzes mit möglichen Auswirkungen auf die Diagnostik und Therapie chronischer Schmerzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen