前额叶调控慢性疼痛感知及预后的神经心理机制及其临床监测研究

Chronic pain has become an urgent clinical problem because of its high morbidity and poor satisfaction with the treatment. Besides, there is a lack of objective marker for the monitoring and predicting of chronic pain. Pain related neuronal disorders in brain (e.g. prefrontal cortex, PFC) is considered to be a possible mechanism of the occurrence and development of chronic pain. However, the underlying neuropsychological mechanism mediated by PFC on chronic pain is still unclear. Our previous studies indicated that the dysfunction of executive control, cognitive processing and attentional bias toward negative emotion may play a key role. In this study, we will firstly use computerized neuropsychological measurement and electro-neurophysiological assessment (Event-related potentials, Resting-state brain functional connections) in patients with chronic pain produced by osteoarthritis and preparing for operation, using a mediating effect model, to evaluate the neuropsychological mechanism of chronic pain is modulated by prefrontal cortex. With a cross-sectional study and a prospective longitude study, we will detect the particular PFC functions related to chronic pain perception and prognostic, respectively. The expected results of this project is to provide a comprehensive neuropsychological mechanism and an objective behavioral, psychological and electro-neurophysiological measurement system of chronic pain monitoring and predicting. This project aims to filtrate the patients whose brain dysfunction is the main contributor of one’s chronic pain. This evaluation system will help to improve individualized brain-target pain interventions, and thus is essential for the integrated management of pain.

慢性疼痛因其较高的发病率和较低的治疗满意度成为临床亟待攻克的难题，且目前尚缺乏客观的监测和预测指标。慢性疼痛发生发展可能与情绪和认知相关脑区（例如前额叶）功能异常导致大脑对疼痛的病态适应有关，然而通过怎样的神经心理机制尚不清楚。我们的前期研究提示执行控制、认知加工和情绪偏倚在其中可能起到重要作用。因此，本研究将以骨关节炎备手术的慢性疼痛的患者为对象，首次采用电子化神经心理行为测量，结合客观神经电生理技术（事件相关诱发电位，静息态功能连接）研究其神经机制，运用中介效应模型阐述前额叶活动影响慢性疼痛的神经心理机制。并采用横断面和前瞻性研究设计，探索前额叶功能对疼痛感知和术后疼痛预后的影响。本项目拟对慢性疼痛的脑功能异常进行神经心理学机制阐述，优化慢性疼痛监测和预测的心理、行为和电生理检查技术，用于筛选以脑功能障碍为主因的慢性疼痛患者，以便对其进行个体化干预，对慢性疼痛的综合治疗具有重要意义。

本项目探索了前额叶功能影响慢性疼痛的神经电生理特征及其神经心理机制，重点研究执行功能、情绪冲突调控、认知加工能力在其中的作用。第一部分，本项目通过生理状态下健康个体诱发持续性疼痛模型，记录疼痛耐受时的脑电响应，发现额叶功能低下的老年个体疼痛相关的额区Gamma振荡增加涉及的脑区较对照组弥散，提示疼痛耐受下降可能与老龄相关的额叶功能老化相关。该研究成果，申请人以第一作者、共同通讯作者发表于Frontiers in Aging Neuroscience期刊（IF=5.75）。第二部分，本项目纳入临床慢性原发性疼痛患者，通过事件相关诱发电位Oddball任务评估认知加工能力、face-word Stroop任务评估执行和情绪调控功能，分析静息态频谱能量和网络连接，并与抑郁症患者比较，发现慢性原发性疼痛患者存在额叶及边缘系统的功能连接的变化，情绪冲突处理能力、对信息的自动处理能力下降。6个月的随访研究初步发现临床慢性原发性疼痛患者的良好预后与基线注意力和工作记忆（数字广度测试-倒序）和抑郁评分下降呈正相关趋势，与基线疼痛程度、疼痛时间和个体疼痛观念无明显相关。但由于疫情原因，暂未获得足够临床随访数据，有待继续收集。第三部分，本项目对前额叶在慢性疼痛非药物治疗中的神经调控作用及机制进行了综述，为本研究工作成果用于慢性疼痛的干预靶点做准备。相关成果已发表于中文核心期刊。综上，本项目研究发现前额叶的不同功能对慢性疼痛的感知和预后有重要影响，为慢性疼痛的多元化的综合管理、个体化治疗提供了理论依据，具有重要的临床转化价值。