DIE ENKODIERUNG SENSORISCHER INFORMATION UND ERWARTUNGEN IN DER ZEREBRALEN VERARBEITUNG VON SCHMERZ

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Ploner
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449125100

Schmerz dient dem Schutz der physischen Unversehrtheit. Zu diesem Zweck übersetzt das Gehirn sensorische Information über Gefahr in Schmerz. Diese Übersetzung ist jedoch nicht linear, sondern wird wesentlich von Erwartungen geprägt. Solche Erwartungseffekte sind ein wesentlicher Bestandteil jeder Schmerztherapie. Darüber hinaus können Erwartungseffekte erheblich zur Entwicklung und dem Verlauf chronischer Schmerzen beitragen. Wie das Gehirn sensorische Information und Erwartungen kodiert und integriert, ist jedoch nicht vollständig verstanden. Um diese Prozesse besser zu verstehen, wollen wir eine Serie von Elektroenzephalographie (EEG)-Experimenten durchführen. Aufbauend auf aktuellen "predictive coding"-Konzepten von Hirnfunktion und Schmerzverarbeitung wollen wir die Rolle des Gehirns in der Enkodierung von sensorischer Information, Erwartungen, Prädiktionsfehlern und Schmerzwahrnehmung systematisch untersuchen. In vier Experimenten sollen jeweils 50 gesunden Probanden experimentelle Schmerzreize verabreicht werden. In den jeweiligen Experimenten werden die sensorische Information und die Erwartung unabhängig voneinander manipuliert. Für die Analyse der Daten werden aktuelle modellbasierte Ansätze aus Studien der funktionellen Bildgebung erstmals auf zeitgemäße EEG-Analysen angewendet. Wir werden dabei die hohe zeitliche Auflösung der EEG nutzen, um die Zusammenhänge zwischen Hirnaktivität zu unterschiedlichen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Frequenzbereichen einerseits und der Enkodierung von sensorischer Information, Erwartungen, Prädiktionsfehlern und Kombinationen dieser Elemente andererseits zu quantifizieren. Die Zusammenschau der unterschiedlichen Experimente wird zeigen, wie diese Zusammenhänge über unterschiedliche Manipulationen von sensorischer Information und Erwartungen generalisieren. Da die Interaktion von sensorischer Information und Erwartungen die Wahrnehmung von Schmerz entscheidend prägt, verspricht das Projekt grundlegende Einsichten in die zerebrale Verarbeitung von Schmerz. Darüber hinaus kann das Projekt auch zum Verständnis der zerebralen Grundlagen chronischen Schmerzes beitragen, da dieser häufig mit einem abnormen Zusammenspiel von sensorischer Information und Erwartungen einhergeht. Und da Behandlungserfolge in der Schmerztherapie entscheidend von Erwartungen geprägt werden, kann das Projekt letztlich auch zum Verständnis und Optimierung der Schmerzbehandlung beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen