Een onderzoeksteam onder leiding van LEE Soo Ahn en WOO Choong-Wan van het Center for Neuroscience Imaging Research (CNIR) binnen het Institute for Basic Science (IBS), in samenwerking met CHOI Myunghwan van Seoul National University en Tor D. WAGER van Dartmouth College, heeft onthuld hoe de hersenen emotionele informatie van aanhoudende pijn en plezier verwerken.
Het team gebruikte functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI) om hersenactiviteit te registreren terwijl deelnemers aanhoudende pijn en plezier ervoeren, geïnduceerd door capsaïcine en chocoladevloeistoffen. Door geavanceerde machine learning-technieken identificeerden ze de hersenactiviteitspatronen die aangename of onaangename emoties en de omvang van aanhoudende pijn en plezier coderen.
Hoewel pijn en plezier tegengestelde ervaringen zijn, zijn ze nauw met elkaar verbonden. Eerdere studies suggereerden een set hersengebieden die zowel op pijn als op plezier reageren. De meeste eerdere studies werden echter uitgevoerd op dieren en directe vergelijkingen van de hersenrepresentaties van pijn en plezier bij dezelfde individuen ontbraken.
In dit onderzoek induceerde het team aanhoudende pijn en plezier bij deelnemers in een MR-scanner door capsaïcine en chocoladevloeistoffen toe te dienen. De deelnemers rapporteerden moment-op-moment veranderingen in subjectieve aangenaamheid en onaangenaamheid. Deze rapportages namen geleidelijk toe en hielden aan tijdens de toediening van de vloeistoffen en namen af na beëindiging van de toediening. Door dynamische veranderingen in aanhoudende pijn en plezier te induceren, wilde het team de hersengebieden identificeren die door beide ervaringen werden geactiveerd.
Het onderzoeksteam verzamelde hersenbeelddata en moment-op-moment veranderingen in aangenaamheid- of onaangenaamheidsscores van 58 deelnemers. Ze gebruikten machine learning-technieken om de hersendata te analyseren en identificeerden een set hersengebieden die reageerden op zowel aanhoudende pijn als plezier. Op basis van de hersenactiviteitspatronen van deze gemeenschappelijke hersengebieden ontwikkelden ze twee voorspellende modellen om (1) de omvang van affectieve ervaringen te meten, ongeacht hoe aangenaam of onaangenaam ze zijn (d.w.z. ‘affectieve intensiteit’) en (2) de omvang van aangenaamheid of onaangenaamheid (d.w.z. ‘affectieve valentie’).
De onderzoekers ontdekten dat deze modellen succesvol de affectieve intensiteit en valentie van aanhoudend plezier en pijn voorspelden, zowel bij de 58 individuen in de trainingsdataset als bij 62 nieuwe individuen in de onafhankelijke testdataset. De activiteitspatronen die voorspellend waren voor de affectieve intensiteit en valentie waren ruimtelijk te onderscheiden en verbonden met verschillende functionele hersennetwerken. Dit suggereert dat de affectieve intensiteit en valentie informatie meerdere aspecten vertegenwoordigen van de hersenmechanismen die ten grondslag liggen aan de interactie tussen pijn en plezier.
“Hoewel er afzonderlijke studies zijn geweest over pijn en plezier, is onderzoek dat de ervaringen van zowel pijn als plezier bij dezelfde individuen vergelijkt zeldzaam,” verklaarde Dr. WOO Choong-Wan, associate director van IBS, die het onderzoek leidde. “De hersenactiviteitspatronen voor affectieve valentie en intensiteit kunnen bijdragen aan het begrip van hoe pijn en plezier interageren, evenals de hersenmechanismen die ten grondslag liggen aan depressie die vaak wordt waargenomen bij chronische pijnpatiënten.”
LEE Soo Ahn, een promovendi en de eerste auteur van dit onderzoek, benadrukte: “Deze resultaten tonen aan dat pijn en plezier dezelfde onderliggende emotionele informatie delen over aangenaamheid en onaangenaamheid,” toevoegend, “We moeten ons richten op het feit dat affectieve valentie en intensiteit informatie kan worden vertegenwoordigd over meerdere hersengebieden.”
Bron: Institute for Basic Science