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Dr. Susanne Becker

Psychobiologie des Schmerzes

Die Arbeitsgruppe untersucht psychobiologische Mechanismen des akuten und chronischen Schmerzes. Dabei liegt der Fokus auf der Interaktion von Schmerz und Belohnung als zwei gegensätzliche Reize und Motivatoren, die eine auffallende Überlappung ihre Verarbeitungssysteme aufweisen. Es sollen Prozesse, z.B. durch das gemeinsame Auftreten von Schmerz und Belohnung, die zu einer Hemmung als auch einer Steigerung der Schmerzwahrnehmung führen können, zusammen mit ihren Mechanismen auf neuroanatomischer und neurochemischer Ebene beschrieben werden.

Dabei werden insbesondere die Mechanismen von schmerzhemmenden Effekten von Belohnung, von perzeptuelle und behaviorale Auswirkungen von Motivationskonflikte, ausgelöst durch das gleichzeitige Auftreten positiver und negativer Motivatoren in Form von Schmerz und Belohnung, sowie von belohnungsabhängiges Lernen von Änderungen der Schmerzwahrnehmung betrachtet.

Ziel ist es dabei, Faktoren, die zur Entstehung und Aufrechterhaltung von chronischen Schmerzen beitragen, zu charakterisieren. Langfristig sollen die gewonnenen Erkenntnisse zur Optimierung von schmerztherapeutische Verfahren, die auf Belohnung basieren, verwendet werden.

Zu diesem Zweck werden die psychobiologischen Mechanismen der Interaktion von Schmerz und Belohnung multimodal durch psychophysikalische sowie neuropsychologische Methoden, bildgebende Verfahren wie funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und Elektroenzephalographie (EEG) und pharmakologische Manipulationen der Neurotransmittersysteme Dopamin und endogener Opioide untersucht. Diese Methoden werden sowohl in gesunden Versuchspersonen als auch Patienten mit chronischen Schmerzen angewendet.

(A) Die Kopplung eines Geldgewinns als Belohnung (win) mit einem Schmerzreiz führt zu einer Verringerung der wahrgenommenen Intensität des Reizes, während die Kopplung mit einem Geldverlust als Bestrafung (lose) zu einer Steigerung führt. (B) Die Schmerzlinderung erzeugt durch das gleichzeitige Erhalten eines Geldgewinns wird mediiert durch den medialen orbitofrontalen Kortext (mOFC) bei gesunden Versuchspersonen. (C) Durch gesteigerte negative funktionelle Konnektivität des medialen orbitofrontalen Kortex mit der rostralen anterioren Insula (raINS), dem primären sensorischen Kortex (SI) und dem anterioren dorsalen Anterioren Cingulären Kortex (asACC) wird die Schmerzhemmung durch den gleichzeitigen Geldgewinn vermittelt.

Auswahl aktueller Publikationen

  1. Becker S, Gandhi W, Chen Y-J, Schweinhardt P (2017). Subjective utility moderates bidirectional effects of conflicting motivations on pain perception. Scientific Reports, 7(1): 7790.
  2. Becker S, Gandhi W, Pomares F, Schweinhardt P (2017). Orbitofrontal cortex mediates pain inhibition by monetary reward. Social Affective and Cognitive Neuroscience, 12(4): 651-661.
  3. Nees F, Becker S, Millenet S, Banaschewski T, Poustka L, Barker G, Bokde A, Bromberg U, Büchel C, Cattrell A, Conrod PJ, Desrivières S, Frouin V, Gallinat J, Garavan H, Gowland P, Heinz A, Ittermann B, Martinot J-L, Papadopoulos Orfanos D, Paus T, Smolka MN, Walter H, Whelan R, Schumann G, Flor H and the IMAGEN consortium (2017). Brain substrates of reward processing and the μ-opioid receptor: a pathway into pain? Pain, 158(2):212-219.
  4. Bräscher A-K*, Becker S*, Hoeppli M-E, Schweinhardt P (2016). Different brain circuitries mediating controllable and uncontrollable pain. Journal of Neuroscience, 36(18):5013-25. (*contributed equally)
  5. Ewald A*, Becker S*, Heinrich A, Banaschewski T, Bokde T, Buechel C, Bromberg U, Cattrell A, Conrod P, Frouin V, Papadoulos D, Gallinat J, Garavan H, Heinz A, Walter H, Ittermann B, Gowland P, Paus T, Poustka L, Martinot J-L, Smolka MN, Whelan R, Schumann G, Flor H, Nees F and the IMAGEN consortium (2016). The role of the cannabinoid receptor in adolescents’ processing of facial expressions. European Journal of Neuroscience 43(1):98-105. (*contributed equally)
  6. Becker S, Gandhi W, Kwan S, Ahmed A-K, Schweinhardt P (2015). Doubling your pay-off: Winning pain relief engages endogenous pain inhibition. eNeuro, 2(4) e0029-15.2015:1-11.
  7. Becker S, Ceko M, Louis-Forster M, Elfassy NM, Leyton M, Shir Y, Schweinhardt P (2013). Dopamine and pain sensitivity: neither sulpiride nor acute phenylalanine and tyrosine depletion have effects on thermal pain sensations in healthy volunteers. PLoS ONE 8(11): e80766.
  8. Becker S, Gandhi W, Elfassy NM, Schweinhardt P (2013). The role of dopamine in the perceptual modulation of nociceptive stimuli by monetary wins and losses. European Journal of Neuroscience 38(7): 3080-3088.
  9. Becker S, Kleinböhl D, Hölzl R (2012). Awareness is awareness is awareness? Decomposing different aspects of awareness and their role in operant learning of pain sensitivity. Consciousness and Cognition 23(3):1073-84.
  10. Becker S, Kleinböhl D, Baus D, Hölzl R (2011). Operant learning of perceptual sensitization and habituation is impaired in fibromyalgia patients with and without irritable bowel syndrome. Pain 152: 1408-17.

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Kontakt

Dr. Susanne Becker

Head of Research Unit "Psychobiology of Pain“

Department of Cognitive and Clinical Neuroscience
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