Kartierung der neuronalen Mechanismen der räumlichen Schmerzsummation beim Menschen

• Antragsteller: Dr. Waclaw Adamczyk, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574729638

Schmerz ist ein dynamischer Wahrnehmungszustand, der aus neuronaler Aktivität entlang des Neuroaxis hervorgeht. Ein zentrales, jedoch bislang unzureichend verstandenes psychophysikalisches Phänomen ist die räumliche Summation von Schmerz (SSP), bei der die wahrgenommene Schmerzintensität mit dem räumlichen Ausmaß nozizeptiver Reize zunimmt. Die räumliche Summation spielt eine grundlegende Rolle bei der Kodierung der Reizstärke: Ist die Summation abgeschwächt, können lokale Verletzungen unterschätzt werden, was das Risiko für Gewebeschäden erhöht; eine verstärkte Summation hingegen kann zu unverhältnismäßigem Schmerzempfinden bei kleinen nozizeptiven Reizen führen – ein charakteristisches Merkmal chronischer Schmerzen. Trotz mehr als 90 Jahren Forschung und der klinischen sowie theoretischen Relevanz von SSP, sind die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Effekts unzureichend geklärt. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, eine umfassende, aber zielgerichtete Untersuchung der Gehirnmechanismen, die der räumlichen Summation des Schmerzes zugrunde liegen. Zu diesem Zweck werden neuartige psychophysikalische Untersuchungen und innovative funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) eingesetzt, um die neuronalen Korrelate zu erfassen. Im Rahmen des Projekts werden die Reaktionen des Gehirns, sowohl in kortikalen als auch in subkortikalen Bereichen, einschließlich der periaquäduktalen grauen Substanz, einer Schlüsselstruktur für die Schmerzmodulation, untersucht. fMRT- und psychophysikalische Bewertungen werden sowohl bei gesunden Personen als auch bei Patient*innen mit chronischen, diffus ausgeweiteten und lokalisierten Rückenschmerzen durchgeführt. Sekundäre Forschungsfragen betreffen die Modalität, die Intensität, die Lokalisierung und den Bereich des Körpers, der der Stimulation ausgesetzt ist. Insgesamt 180 Teilnehmer*innen (90 Patient*innen) werden an der Hauptstudie und 15 Personen an den Pilotstudien teilnehmen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die räumliche Summierung weniger ist als die Summe ihrer Teile und somit nicht einfachen arithmetischen Regeln folgt. In diesem Projekt soll untersucht werden, wie das Gehirn diesen Effekt generiert. Eine aktive Rolle der absteigenden Schmerzmodulationsnetzwerke im Gehirn könnte räumliche Summierung erklären. Auf diese Weise könnten neue Erkenntnisse für die Behandlung von Schmerzzuständen gewonnen werden, bei denen dieser Mechanismus voraussichtlich beeinträchtigt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen