When pain offset induces pleasure : a psychophysical and fMRI study

Abstract

Introduction: Une stimulation nociceptive localisée peut produire une analgésie diffuse par un mécanisme endogène inhibiteur de la douleur (MEID). Des stimuli plaisants (e.g. musique) ainsi que le plaisir induit par l’interruption de la douleur peuvent également induire une analgésie. Pour cette raison, il est possible que l’analgésie causée par le plaisir (induite par l’arrêt de la douleur) soit un effet confondant dans le MEID. Objectifs: 1) Examiner la possibilité d’une relation entre le plaisir induit par l’arrêt de la douleur et le MEID et 2) Étudier l’interaction entre le plaisir et la douleur en examinant les activations/désactivations cérébrales pendant une stimulation nociceptive. Méthodologie: Étude 1) Le MEID a été mesuré (N=27) en administrant une chaleur nociceptive (thermode) avant et après le test de l’eau froide. Après une pause de 30 minutes, le test de l’eau froide a été réadministré pour mesurer le niveau de plaisir (0-100) induit par l’arrêt de la douleur (mesuré pendant 4 minutes). Étude 2) Un stimulus nociceptif (gel froid) a été administré (N=26) pendant une session d’IRMf. Résultats: Étude 1) L’arrêt du test de l’eau froide a induit une hypoalgésie avoisinant les 40%. Le MEID et le plaisir induit par l’interruption de la douleur n’étaient pas corrélés. Étude 2) Comparativement au stimulus neutre, le gel froid a induit une activation significative des régions de douleur (e.g. insula, precuneus) et une désactivation significative dans le gyrus frontal orbital moyen. Discussion: La désactivation du gyrus frontal orbital moyen illustre le débalancement de l’homéostasie pendant la stimulation douloureuse, qui est ensuite rétablit par l’augmentation du plaisir, suite à l’interruption de la douleur (effet compensatoire entre la douleur et le plaisir).

Background: A localized painful stimulation can produce diffused analgesia through the inhibitory conditioned pain modulation system (ICPM). Analgesia can also be induced by pleasant stimuli (e.g. music) or by the interruption of a painful stimuli (pleasant pain relief). Because pleasure has analgesic benefits, the effect of pleasant pain relief could be a confounding factor in ICPM. Furthermore, pain offset induces activations in reward regions, though results showing the deactivation of reward regions during pain onset have been inconsistent. Objectives: 1) investigate the possible relationship between pleasant pain relief and ICPM using psychophysical measures and 2) investigate cerebral activations/deactivations during pain onset. This will allow a better comprehension of the pain/reward interaction. Methodology: In study 1, ICPM was measured (N=27) by administering noxious heat (thermode) before and after the cold pressor test (CPT). After a 30 minutes break, the CPT was re-administered to measure pleasant pain relief (0-100) for 4 minutes. In study 2, a modified CPT (gel) was administrated (N=26) during an fMRI session to investigate cerebral activations/deactivations during pain onset. Results: In study 1, interruption of the CPT induced a mean pleasant pain relief of almost 40%. ICPM and pleasant pain relief did not correlate. In study 2, we found significant activations in the insula, the precuneus and the middle frontal gyrus and a significant deactivation in the medial orbital frontal gyrus during pain onset, when compared to the neutral stimulus. Discussion: Deactivation of reward regions illustrates the disruption in homeostasis caused by pain onset, which is later reinstated during pain offset (pleasant pain relief), therefore showing a compensatory effect. This allowed an enhanced comprehension of the opponent process theory.