ロボットアームに到達するパラダイムを用いた疼痛関連回避行動の調査

回避は慢性疼痛障害の中心であるが、疼痛関連回避を調べるための十分なパラダイムは欠けている。そこで、疼痛に関する回避行動がどのように学習(獲得)、他の刺激(一般化)に広がり、緩和(絶滅)、そしてその後の再出現(自然回復)を可能にするパラダイムを開発しました。

疼痛関連の回避行動は、主に慢性疼痛障害の一因となります。それは既存のパラダイムであり、多くの場合、生態学的なものであり、指示された低コストまたは無料のコスト回避対応を採用することにより、有効性を構築します。私たちのパラダイムは、回避が自然に学習され強化される方法の調査を可能にし、コストスタディの回避応答を組み込むことにより、これらの制限に対処します。

私たちのパラダイムは、回避行動に関連する痛みの学習の根底にあるプロセス、慢性的な痛みで行動がどのように障害を引き起こすか、そしてそれをどのように軽減できるかを説明するために独自に使用できます。研究者のために1つの部屋またはセクションにコンピューターを置き、参加者のために別の部屋またはセクションに大型テレビを置きます。テストセッションの準備として、ラボに到着したら全員に手指を消毒してもらいます。

ロボットアームのセンサーから約15センチメートルの快適な距離で、テレビ画面から約2.5メートル離れたアームレスト付きの椅子に座ってもらいます。参加者から書面によるインフォームド コンセントを得た後、各電極の中心に導電性電解質ゲルを充填します。また、ストラップを使用して、参加者の右腕の上腕三頭筋腱に刺激電極を取り付けます。

キャリブレーション手順を説明した後、参加者に各刺激を0から10までの数値スケールで評価してもらい、0は何も感じないことを表し、10は想像できる最悪の痛みを表します。刺激装置の電源を入れます。強度を1ミリアンペアに設定して開始し、痛みの刺激がまもなく供給されることをアナウンスします。

参加者がアナウンスを確認したら、定電流刺激装置のオレンジ色のトリガーボタンを押して刺激を配信します。参加者の痛みの評価を取得した後、示されているように、次のレベルの強度で刺激を適用し、痛み刺激の強度を 1、2、3、および 4 ミリアンペア刻みで段階的に徐々に増やします。参加者が著しく痛みを伴い、耐えるためにある程度の努力を必要とする痛みの強さに達した場合、キャリブレーション手順を終了し、最終的な痛みの強さをミリアンペアで文書化し、参加者の痛みの強度評価を文書化します。

ロボットアームが痛みに関連する回避タスクに到達する前に、参加者にタスクの画面上の標準化された書面による指示を提供します。移動面の中間に位置する3つのアーチが表示されるようにタスクをプログラムし、最短のアーム移動T1が偏差や抵抗なしでペアになっていることを確認します。中腕の動きT2は、中程度の偏差と抵抗とペアになり、最も遠い腕の動きT3は、最大の偏差と最も強い抵抗とペアになります。

参加者に、利き手を使ってロボットアームを操作するように指示し、センサーを動かします。センサーはテレビ画面上の緑色のボールで表されます。また、センサーを移動平面の左下隅の始点から、移動平面の左上隅のターゲットに移動します。各試行でどの動作軌道を実行するかを自由に選択できることを参加者に伝えます。

また、参加者に、トリプルフットスイッチの 2 つのそれぞれのフットペダルを使用してスケールを左右にスクロールすることにより、連続的な評価スケールで、痛みの予想と運動関連の痛みの恐怖の自己報告測定値を提供するように指示します。練習フェーズの終わりに、質問に答えた後、部屋を出て照明を暗くします。研究者セクションまたは部屋から参加者を観察します。

取得プロトコルを実行するには、参加者に確認フットペダルを押して実験を開始してもらいます。回避獲得フェーズ中に、参加者が最短の動きの軌跡T1を実行する場合、動きの3分の2が完了したら、常に痛みの刺激を配信するように定電流刺激装置をプログラムします。参加者が中央の動きの軌跡T2を選択した場合、参加者がより多くの努力をしなければならないことを確認しながら、時間の50%の痛みの刺激を提示します。

参加者が最も遠くまで最も努力のかかる動きの軌跡T3を実行する場合は、痛みの刺激を提示するのではなく、参加者が目標に到達するために最も努力しなければならないことを確認してください。試験が成功裏に完了したことは、視覚と聴覚の停止信号の提示によって示されます。ロボットアームは、試用の終了時に自動的に開始位置に戻るようにプログラムする必要があります。

3000 ミリ秒後、参加者が次の試行を開始できることを示す視覚と聴覚の開始信号を提示します。回避の一般化をテストする場合、画面上の軌道アーチは、一般化軌道アーチの余地を残すために、取得フェーズ中に分離されます。獲得フェーズ後の回避の一般化をテストするには、獲得軌道に隣接する3つの新しい一般化運動軌跡G1、G2、およびG3を提示します。

反応防止による回避の消滅を調査するには、取得フェーズの後、次のフェーズでは T1 しか実行できないことを参加者に通知します。応答防止フェーズでは、T2とT3を視覚的および光学的にブロックして、T1のみが使用可能になるようにします。したがって、応答防止フェーズによる絶滅の間、参加者は最短の移動軌跡T1のみを実行することが保証されます。約 24 時間後、刺激電極を取り付け、痛み刺激に関する情報を含めずに、タスクの簡単な再教育指示を画面上で提供します。次に、痛みの刺激がない場合に3つの獲得軌跡を提示します。

実験が完了したら、刺激電極を取り外し、消毒液で刺激電極を完全に洗浄します。次に、電極を柔らかいティッシュペーパーで乾かし、ロボットアームのセンサーを消毒用ワイプまたはスプレーで清掃します。回避行動の獲得は、参加者が獲得フェーズの開始時と比較して、または対照群と比較して、獲得フェーズの終了時に痛みをより回避することによって実証されます。

恐怖と痛みの期待の獲得は、参加者がT1およびT2と比較して、T3中に痛みの刺激に対する恐怖と期待が少ないと報告することによって証明されています。恐怖と痛みの期待の一般化は、実験グループの参加者がG1およびG2と比較してG3中に恐怖2が低く、痛みの刺激を期待することが少ないと報告することによって示されています。恐怖と痛みの期待の消滅は、参加者が恐怖が少なく、獲得フェーズの終了時と比較して、反応防止フェーズの終了時のT1中に痛みの刺激を期待することが少ないと報告したときに明らかです。回避行動の自発的回復は、参加者が自発的回復のテストの開始時に、反応防止フェーズの終了時と比較してより多く回避することによって示されます。恐怖と痛みの予想の自発的な回復は、参加者が T1 の恐怖と痛みの予想が、反応予防フェーズの終了時と比較して、自発的回復のテストの開始時に高いと報告することによって示されます。

刺激の詩から離れることは、痛み特有の防御反応ではありません。この方法は、不安障害に関連する嫌悪感や恥ずかしさの回避を調査するためにも適用できます。私たちのパラダイムは、回避学習、慢性疼痛、健康な集団と比較した潜在的な違いをテストすることを可能にします。

回避の根本的なメカニズムをより深く理解することで、新しい治療オプションが最適化または提供される可能性があります。