3.3 Probleem 1: Definition and neurobiological basics of pain
Apkarian, A.V., et al. (2013). Representation of pain in the brain. In Wall and Melzack’s
Textbook of Pain (pp. 111–129). Elsevier.
Historisch perspectief
- De cerebrale cortex (hersenschors) heeft een minimale rol in pijnperceptie.
- De complexe natuur van de pijnervaring, die bestaat uit zowel sensorische, emotionele
als motivationele bestanddelen, suggereert dat bij bewuste waarneming van pijn de
activatie en interactie van meerdere breinregio’s moet voorkomen. Om deze reden is het
niet verrassend dat specifieke laesies of focale stimulatie van de cortex geen pijnervaring
veroorzaken.
- Meerdere studies bewezen dat laesies in de primaire of secundaire somatosensory
cortices (meervoud cortex) kunnen leiden tot een vermindering van pijnperceptie.
Laesies in de anterior cingulate cortex (ACC) worden geassocieerd met een vermindering
van de angst/noodreactie (geassocieerd met chronische oncontroleerbare pijn).
Definiëren van het pijnnetwerk in het brein
Er zijn veel verschillen in activatiepatronen naar voren gekomen tussen studies, slechts één
consistent corticaal en subcorticaal netwerk kwam naar voren. Dit netwerk bestaat uit
sensorische-, limbische-, associatieve- en motorgebieden. De regio’s die het meest
gebruikelijk geactiveerd worden zijn de S1, S2, ACC, insular cortex (IC), prefrontale cortex
(PFC), thalamus en cerebellum.
Regio’s geactiveerd door pijn in ‘imaging’ studies ontvangen of directe of indirecte
nociceptive input:
- S1 en S2 ontvangen noxious (schadelijke) en innocuous (onschadelijke)
somatosensorische input van de somatosensorische thalamus.
- The cingulate cortex ontvangt input van medial thalamic nuclei die nociceptive neuronen
bevatten. Er is waarschijnlijk een specifieke rol voor delen van de ACC in pijnverwerking.
- De IC ontvangt ook directe thalamocortical nociceptive input in de primaat (oermens),
daarnaast is er nociceptive activiteit waargenomen uit de menselijke IC.
- Spinothalamic-thalamocortical pathway: deze weg betreedt S2, IC en de ACC sterker
dan S1. Delen van de posterior cingulate cortex die spinothalamic-thalamocortical input
ontvangen zijn cingulate motorgebieden met directe projecties naar de primaire
motorcortex. Daarom bieden (potentieel) de vaak in ‘imaging’ studies geobserveerde
posterior cingulate regio’s een directe route voor het controleren van motorresponsen
op pijnlijke stimuli.
Actieve pijnonderdelen van het brein gevonden in imaging studies
De meest voorkomende activatie gerelateerd aan subcorticale pijn vindt plaats in de
thalamus en het cerebellum. De thalamus ontvangt nociceptive input van de dorsale horn (?)
en het cerebellum heeft ook reciprocale spinale connectiviteit.
- Het striatum (voornamelijk het caudate putamen) wordt ook vaak als actief gevonden in
menselijke pijn imaging studies.
, - Sommige studies vinden ook activiteit in de nucleus accumbens en amygdala. Deze
activiteit is waarschijnlijk een reflectie van nociceptive transmissie door spino-
parabrachial-amygdala projecties.
- Het periaqueductal gray (PAG) toont ook activiteit in menselijke imaging studies naar
somatische en viscerale (m.b.t. ingewanden) pijn, voornamelijk wanneer de breinstam in
specifiek wordt bestudeerd.
Om deze reden is er bewijs dat er meerdere ascending nociceptive pathways betrokken
zijn bij het doorsturen van de geïntegreerde informatie op corticaal niveau, naast de
veelgenoemde spinothalamic pathways.
Breinverwerking van de multidimensionaliteit van pijn:
- Somatosensory cortices (S1, S2): meest belangrijk voor de perceptie van sensorische
factoren, zoals de locatie en duur van pijn.
Bevatten neuronen die spatiale, temporale en intensieve aspecten van innocuous
(ongevaarlijk) en noxious (gevaarlijke) somatosensorische stimuli coderen;
kenmerken die de sensorisch-discriminatieve dimensie van pijnverwerking dienen.
Laesies in dit gebied tekorten (deficits) in pijnsensatie
Beroerte (stroke) in dit gebied niet mogelijk om pijnlijke stimulus te lokaliseren of
aard ervan te beschrijven, maar wel pijn (affect) voelen (artikel Ploner).
- Limbische en para-limbische regio’s zoals de anterior cingulate cortex (ACC) en insular
cortex (IC): meest belangrijk voor emotionele en motivationele aspecten van pijn. De
ACC en IC verwerken de affectieve-motivationele dimensie van pijn.
Insular cortex (IC, insula):
o De IC is waarschijnlijk betrokken bij het coderen van noxious en innocious
temperaturen.
o IC-activiteit is wellicht ook belangrijk voor pijn affect.
o Insular laesies worden soms gekarakteriseerd door de conditie ‘pain asymbolia’,
waarbij pijnsensaties normaal lijken, terwijl gedrags- en fysiologische responsen
op de noxious stimulus ongepast zijn.
o IC-laesie meer voorkomen van acute thermale pijn en toegenomen S1-
activiteit in de afwezigheid van IC-activiteit. Dit gegeven suggereert dat disruptie
van nociceptive input naar de IC wellicht gecompenseerd wordt door
toegenomen transmissie van nociceptive informatie naar S1 met toegenomen
acute thermale pijn sensitiviteit als resultaat.
o De posterieure regio codeert nociceptive stimulus kwaliteiten en de anterieure
regio heeft te maken met de subjectieve ervaring van pijn.
Anterior cingulate cortex (ACC):
o De ACC speelt een rol in pijngedrag (in ‘rodents’: knaagdieren), betrokkenheid
van de ACC lijkt noodzakelijk en voldoende voor noxious stimuli om een
aversieve aangeleerde reactie te produceren.
- Prefrontale cortex (PFC): prefrontale, door pijn veroorzaakte activiteit laat niet dezelfde
systematische relatie zien met waargenomen pijnintensiteit in andere regio’s. In plaats
daarvan laat deze regio de hoogste activiteit zien wanneer een stimulus nèt pijnlijk
Apkarian, A.V., et al. (2013). Representation of pain in the brain. In Wall and Melzack’s
Textbook of Pain (pp. 111–129). Elsevier.
Historisch perspectief
- De cerebrale cortex (hersenschors) heeft een minimale rol in pijnperceptie.
- De complexe natuur van de pijnervaring, die bestaat uit zowel sensorische, emotionele
als motivationele bestanddelen, suggereert dat bij bewuste waarneming van pijn de
activatie en interactie van meerdere breinregio’s moet voorkomen. Om deze reden is het
niet verrassend dat specifieke laesies of focale stimulatie van de cortex geen pijnervaring
veroorzaken.
- Meerdere studies bewezen dat laesies in de primaire of secundaire somatosensory
cortices (meervoud cortex) kunnen leiden tot een vermindering van pijnperceptie.
Laesies in de anterior cingulate cortex (ACC) worden geassocieerd met een vermindering
van de angst/noodreactie (geassocieerd met chronische oncontroleerbare pijn).
Definiëren van het pijnnetwerk in het brein
Er zijn veel verschillen in activatiepatronen naar voren gekomen tussen studies, slechts één
consistent corticaal en subcorticaal netwerk kwam naar voren. Dit netwerk bestaat uit
sensorische-, limbische-, associatieve- en motorgebieden. De regio’s die het meest
gebruikelijk geactiveerd worden zijn de S1, S2, ACC, insular cortex (IC), prefrontale cortex
(PFC), thalamus en cerebellum.
Regio’s geactiveerd door pijn in ‘imaging’ studies ontvangen of directe of indirecte
nociceptive input:
- S1 en S2 ontvangen noxious (schadelijke) en innocuous (onschadelijke)
somatosensorische input van de somatosensorische thalamus.
- The cingulate cortex ontvangt input van medial thalamic nuclei die nociceptive neuronen
bevatten. Er is waarschijnlijk een specifieke rol voor delen van de ACC in pijnverwerking.
- De IC ontvangt ook directe thalamocortical nociceptive input in de primaat (oermens),
daarnaast is er nociceptive activiteit waargenomen uit de menselijke IC.
- Spinothalamic-thalamocortical pathway: deze weg betreedt S2, IC en de ACC sterker
dan S1. Delen van de posterior cingulate cortex die spinothalamic-thalamocortical input
ontvangen zijn cingulate motorgebieden met directe projecties naar de primaire
motorcortex. Daarom bieden (potentieel) de vaak in ‘imaging’ studies geobserveerde
posterior cingulate regio’s een directe route voor het controleren van motorresponsen
op pijnlijke stimuli.
Actieve pijnonderdelen van het brein gevonden in imaging studies
De meest voorkomende activatie gerelateerd aan subcorticale pijn vindt plaats in de
thalamus en het cerebellum. De thalamus ontvangt nociceptive input van de dorsale horn (?)
en het cerebellum heeft ook reciprocale spinale connectiviteit.
- Het striatum (voornamelijk het caudate putamen) wordt ook vaak als actief gevonden in
menselijke pijn imaging studies.
, - Sommige studies vinden ook activiteit in de nucleus accumbens en amygdala. Deze
activiteit is waarschijnlijk een reflectie van nociceptive transmissie door spino-
parabrachial-amygdala projecties.
- Het periaqueductal gray (PAG) toont ook activiteit in menselijke imaging studies naar
somatische en viscerale (m.b.t. ingewanden) pijn, voornamelijk wanneer de breinstam in
specifiek wordt bestudeerd.
Om deze reden is er bewijs dat er meerdere ascending nociceptive pathways betrokken
zijn bij het doorsturen van de geïntegreerde informatie op corticaal niveau, naast de
veelgenoemde spinothalamic pathways.
Breinverwerking van de multidimensionaliteit van pijn:
- Somatosensory cortices (S1, S2): meest belangrijk voor de perceptie van sensorische
factoren, zoals de locatie en duur van pijn.
Bevatten neuronen die spatiale, temporale en intensieve aspecten van innocuous
(ongevaarlijk) en noxious (gevaarlijke) somatosensorische stimuli coderen;
kenmerken die de sensorisch-discriminatieve dimensie van pijnverwerking dienen.
Laesies in dit gebied tekorten (deficits) in pijnsensatie
Beroerte (stroke) in dit gebied niet mogelijk om pijnlijke stimulus te lokaliseren of
aard ervan te beschrijven, maar wel pijn (affect) voelen (artikel Ploner).
- Limbische en para-limbische regio’s zoals de anterior cingulate cortex (ACC) en insular
cortex (IC): meest belangrijk voor emotionele en motivationele aspecten van pijn. De
ACC en IC verwerken de affectieve-motivationele dimensie van pijn.
Insular cortex (IC, insula):
o De IC is waarschijnlijk betrokken bij het coderen van noxious en innocious
temperaturen.
o IC-activiteit is wellicht ook belangrijk voor pijn affect.
o Insular laesies worden soms gekarakteriseerd door de conditie ‘pain asymbolia’,
waarbij pijnsensaties normaal lijken, terwijl gedrags- en fysiologische responsen
op de noxious stimulus ongepast zijn.
o IC-laesie meer voorkomen van acute thermale pijn en toegenomen S1-
activiteit in de afwezigheid van IC-activiteit. Dit gegeven suggereert dat disruptie
van nociceptive input naar de IC wellicht gecompenseerd wordt door
toegenomen transmissie van nociceptive informatie naar S1 met toegenomen
acute thermale pijn sensitiviteit als resultaat.
o De posterieure regio codeert nociceptive stimulus kwaliteiten en de anterieure
regio heeft te maken met de subjectieve ervaring van pijn.
Anterior cingulate cortex (ACC):
o De ACC speelt een rol in pijngedrag (in ‘rodents’: knaagdieren), betrokkenheid
van de ACC lijkt noodzakelijk en voldoende voor noxious stimuli om een
aversieve aangeleerde reactie te produceren.
- Prefrontale cortex (PFC): prefrontale, door pijn veroorzaakte activiteit laat niet dezelfde
systematische relatie zien met waargenomen pijnintensiteit in andere regio’s. In plaats
daarvan laat deze regio de hoogste activiteit zien wanneer een stimulus nèt pijnlijk
