Der wechselseitige Einfluss von Schmerz- und Emotionsverarbeitung

Full text

P. Reicherts1 · A.B.M. Gerdes2 · P. Pauli1 · M.J. Wieser1
1 Lehrstuhl für Biologische Psychologie, Klinische Psychologie und
Psychotherapie, Universität Würzburg, Würzburg
2 Lehrstuhl für Klinische Psychologie, Universität Mannheim, Mannheim
Der wechselseitige
Einfluss von Schmerz- und
Emotionsverarbeitung
Die Modulation der Schmerzwahrneh-
mung durch die Induktion von Emoti-
onen ist ein häufig replizierter Befund.
Demnach führen positive Emotionen zur
Reduktion und negative Emotionen zur
Verstärkung von subjektiven wie auch pe-
ripheren physiologischen und zentralner-
vösen Maßen der Schmerzwahrnehmung
[7, 8, 17, 18]. Allerdings bleibt dabei die
experimentelle Trennung von emotions-
und aufmerksamkeitsbasierter Schmerz-
modulation schwierig. Studien hierzu zei-
gen, dass Aufmerksamkeit v. a. die senso-
rische und Emotionen die affektive Kom-
ponente von Schmerz beeinflussen [22].
Obwohl bis dato der Einfluss einer
ganzen Reihe verschiedener emotionaler
Reize auf die Verarbeitung von Schmerz
untersucht wurde (u. a. Bilder, Filme, Ge-
rüche, Musik; [23]), sind Effekte von emo-
tionalen Gesichtsausdrücken trotz ih-
rer zentralen Rolle für die interpersona-
le Kommunikation von emotionalen Zu-
ständen [3] bisher nur selten untersucht
worden [4, 12, 19, 24]. Speziell das Erleben
von intensivem akutem Schmerz ist häufig
von einem distinkten Gesichtsausdruck
begleitet [13, 25]. Der faziale Schmerzaus-
druck dient der Kommunikation von Ge-
fahr bzw. Leiden und unterstützt daran
anknüpfend die Initiation von prosozi-
alem Verhalten des Beobachters bzw. in-
dividuellem Schutzverhalten des Senders
(für eine Überblicksarbeit hierzu s. [6]).
Die spezielle Bedeutung des Schmerzaus-
drucks für den Beobachter konnte in ei-
nigen Untersuchungen gezeigt werden;
demnach werden dynamische, prototy-
pische Schmerzausdrücke [20] im Ver-
gleich zu anderen emotionalen Gesichts-
ausdrücken neuronal präferenziell verar-
beitet, was die besondere Relevanz von
fazialen Schmerzsignalen für die soziale
Kommunikation weiter untermauert [16].
Des Weiteren führt allein die Betrachtung
eines Schmerzausdrucks zu einer erhöh-
ten neuronalen Aktivierung in schmerz-
assoziierten Arealen [1] und zu einer Ver-
stärkung nozizeptiver Schutzreflexe [12].
Obwohl der Einfluss von Emotionen
auf das Erleben von Schmerz gut unter-
sucht ist, ist der umgekehrte Einfluss von
Schmerz auf die Verarbeitung von Emo-
tionen Gegenstand nur weniger Studi-
en. Es konnte bereits gezeigt werden, dass
die gleichzeitige Verabreichung schmerz-
hafter elektrischer Reize zu einer Reduk-
tion der affektiven Wahrnehmung po-
sitiver Bilder führte [5]. Eine dauerhafte
Druckschmerzstimulation hingegen hat-
te ein Verzögerung von positiven Bewer-
tungsreaktionen auf freundliche Gesichter
zur Folge [4]. Zudem fanden Wieser et al.
[24], dass tonische Schmerzreize zu einer
allgemeinen Reduktion der neuronalen
Verarbeitung emotionaler Gesichter füh-
ren, indiziert durch die Modulation frü-
her und später ereigniskorrelierter Poten-
ziale. Ziel der hier beschriebenen Studie
[15] war es,
F den Einfluss von Schmerzausdrücken
im Vergleich zu anderen positiven
und negativen Gesichtsausdrücken
auf die Verarbeitung von Schmerz zu
untersuchen,
F eine generelle aufmerksamkeitsbe-
dingte Modulation von Schmerz
durch ablenkende Reize von einem
emotionsspezifischen Einfluss auf
Schmerz abzugrenzen,
F den potenziellen Effekt von Schmerz
auf die Verarbeitung von Emotionen
zu quantifizieren und
F myofaziale Reaktionen während der
Verarbeitung von Schmerzreizen zu
erfassen.
Methoden
An der Studie nahmen 22 gesunde Pro-
banden teil. Zunächst wurde die indivi-
duelle Hitzeschmerzschwelle ermittelt
(MSA, Somedic). Zur Aufzeichnung des
Elektromyogramms (EMG) mittels V-
Amp-Verstärker (Brain Products, Mün-
chen) von M. zygomaticus major, M. or-
bicularis oculi und M. corrugator super-
cilii wurden Oberflächenelektroden an-
gebracht. Anschließend betrachteten die
Probanden kurze Videosequenzen (1 s)
von emotionalen Gesichtsausdrücken
(neutral, Freude, Angst, Schmerz; [20])
oder Fixationskreuze (Kontrolldurch-
gänge), während ihnen schmerzhafte
(Schmerzschwelle) und nichtschmerz-
hafte Hitzereize (Schwelle – 2°C) mittels
einer Thermode auf dem nichtdominan-
ten Unterarm verabreicht wurden. Die
konstant anliegende Baseline-Tempera-
tur war definiert als Differenz von 10°C
zur individuellen Schmerzschwelle. Die
Temperatur stieg in jedem Experimen-
taldurchgang mit 5°C/s auf das jeweili-
Schmerz 2014
DOI 10.1007/s00482-014-1481-8
© Deutsche Schmerzgesellschaft e.V. Published
by Springer-Verlag Berlin Heidelberg - all rights
reserved 2014
1Der Schmerz 2014
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ge Zielniveau (Schmerzstart) und ver-
blieb dort für 1 s. Zur Ermittlung des Ein-
flusses von Schmerz auf Emotion bewer-
teten die Probanden nach jedem Durch-
gang die Valenz und emotionale Erre-
gung (Arousal; 9-stufige Likert-Skala)
der emotionalen Videos. Die Schmerz-
wahrnehmung wurde mit Schmerzinten-
sitäts-Ratings [100-stufige visuelle Ana-
logskala (VAS)] quantifiziert. Die indivi-
duelle faziale Schmerzreaktion wurde mit
dem EMG während schmerzhafter und
nichtschmerzhafter Kontrolldurchgänge
in den Zeitfenstern 0–1 s und 1–2 s nach
Schmerzstart erfasst (. Abb. 1).
Ergebnisse
Die schmerzhaften Hitzereize wur-
den während der Videos generell weni-
ger intensiv bewertet als während der
Kontrolldurchgänge (Fixationskreuz),
F(4,84)=15,83, p<0,001, ηp2=0,43. Da-
rüber hinaus wurden die schmerzhaf-
ten Hitzereize selektiv bei der Präsenta-
tion von Schmerzausdrücken als signifi-
kant intensiver im Vergleich zu allen an-
deren Gesichtsausdrücken bewertet (alle
p<0,03, . Abb. 2a). Die Auswertung der
Valenz-Ratings ergab keinen Effekt durch
die zusätzliche Schmerzstimulation, son-
dern lediglich eine signifikante Modu-
lation entsprechend den verschiedenen
Gesichtsausdrücken [F(3,63)=275,75,
p<0,001, ηp2=0,93], wonach Schmerzaus-
drücke am negativsten bewertet wurden,
gefolgt von Angst, neutralen Gesichtern
und Freude. Die Auswertung der Arou-
sal-Ratings ergab eine signifikante Inter-
aktion [F(3,63)=3,50, p=0,021, ηp2=0,14].
Demnach wurden Angst- (p=0,049) und
besonders Schmerzausdrücke (p=0,006)
signifikant erregender bewertet, wenn
gleichzeitig schmerzhafte im Vergleich zu
nichtschmerzhaften Hitzereizen verab-
reicht wurden (. Abb. 2b).
Die Muskelaktivität des M. orbicula-
ris oculi war signifikant erhöht während
der zweiten Sekunde nach schmerzhaf-
ter im Vergleich zu nichtschmerzhafter
Stimulation in den Kontrolldurchgängen
[t(21)=2,62, p=0,02]. Tendenziell war dies
auch im M. zygomaticus major zu beob-
achten [t(21)=1,86, p=0,077]. Die Reaktio-
nen im M. corrugator supercilii hingegen
unterschieden sich nicht in Abhängigkeit
von der Schmerzstimulation (. Abb. 2c).
Kommentar
Die vorliegende Studie konnte zeigen,
dass die Betrachtung dynamischer Ge-
sichtsausdrücke die Wahrnehmung von
Schmerz modulieren kann und besonders
der Ausdruck von Schmerz zu einer selek-
tiven Verstärkung der Schmerzwahrneh-
mung führt. Der Vergleich bloßer Fixa-
tionskreuze (basale visuelle Stimulation)
und (emotionaler) Gesichts- und Schmer-
zausdrücke deutet zum einen auf eine ge-
nerelle Reduktion von Schmerz durch die
Bindung von Aufmerksamkeit während
der Betrachtung komplexer visueller Sti-
muli hin und zum anderen auf eine emo-
tions- bzw. schmerzspezifische Modulati-
on der Schmerzwahrnehmung, die auf der
Kompatibilität von individuellem Erleben
(Schmerzstimulation) und zusätzlichem
visuellem Input (Schmerzausdruck) be-
ruht. Die schmerzhafte Hitzestimulation
beeinflusste zudem die emotionale Ver-
arbeitung der dynamischen Gesichtsaus-
drücke und führte zu erhöhten Arousal-
Ratings von Angst- und besonders von
Schmerzausdrücken. Im Einklang mit
früheren Studien zu fazialen Schmerzre-
aktionen, die rein visuelle Decodierver-
fahren verwendeten (z. B. [9, 14]), erwies
sich die Aufzeichnung der Gesichtsmus-
kelaktivität mittels EMG v. a. in Bezug auf
den M. orbicularis oculi als sensitiv beim
Vergleich von schmerzhafter und nicht-
schmerzhafter Stimulation. Zudem kor-
relierte sie positiv mit den Schmerzinten-
sitäts-Ratings.
In ihrer Gesamtheit belegen die Ergeb-
nisse damit die wechselseitige Modulation
von Schmerz- und Emotionsverarbeitung
und betonen die besondere Stellung fa-
zialer Schmerzausdrücke in der sozialen
Kommunikation und dem Erleben von
Schmerz. Die Ergebnisse replizieren da-
mit frühere Befunde, die einen maßgeb-
lichen Einfluss der experimentell indu-
zierten Emotionen auf das Erleben von
Schmerz belegen konnten [23], und er-
weitern diese um fazial kommunizier-
te Emotionen. Dabei stellt sich die Fra-
ge nach ähnlichen Zusammenhängen in
Patientenkohorten. So beschreiben bei-
spielsweise Bushnell et al. in einer aktu-
ellen Übersichtsarbeit [2] Defizite bei der
endogenen, emotionalen Schmerzhem-
mung als möglichen Pathomechanismus
bei der Chronifizierung von Schmerz. In
ähnlicher Weise könnte die eingeschränk-
te Modulation von Schmerz durch Emo-
tion das häufig komorbide Auftreten von
Schmerzerkrankungen und affektiven
Störungen erklären [21]. Hinsichtlich der
Abb. 1 8 Design und Ablauf eines Durchgangs der beschriebenen Studie. Die Probanden betrachte-
ten entweder Fixationskreuze (Kontrolldurchgänge) oder kurze Videoclips von emotionalen, neutra-
len oder Schmerzausdrücken [20], während sie entweder schmerzhafte oder nichtschmerzhafte Hitze-
reize verabreicht bekamen (insgesamt 160 Durchgänge). Nach jedem Durchgang bewerteten die Pro-
banden die Valenz und das Arousal der Gesichtsausdrücke und die Intensität der Schmerzreize. (Nach
[15])
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besonderen Salienz des fazialen Schmerz-
ausdrucks [16] und seiner schmerzver-
stärkenden Wirkung [12] knüpft die aktu-
elle Studie an frühere Befunde an. Die De-
codierung von Schmerz anhand des Ge-
sichtsausdrucks ist ein wichtiger (diag-
nostischer) Informationskanal, besonders
bei Patienten, die Schmerz anderweitig
nur sehr eingeschränkt kommunizieren
können [11]. Obwohl faziale Schmerzreak-
tionen durchaus reliabel auftreten, zeigen
Personen z. T. gar keine Schmerzmimik
[10] bzw. ist das Ausmaß der Mimik von
der individuellen Expressivität moderiert
[9]. Die Varianz der Befunde macht da-
her mehr Forschung nötig. Die Aufzeich-
nung fazialer EMG wie in der aktuellen
Studie stellt hierbei ein sensitives Maß für
die weitere Untersuchung des mimischen
Ausdrucks von Schmerz dar.
Fazit für die Praxis
Die Berücksichtigung des wechselsei-
tigen Einflusses von emotionalem Zu-
stand und Schmerzwahrnehmung stellt
einen potenziell wichtigen Ansatzpunkt
im Umgang mit Schmerzpatienten dar.
Allerdings muss die Wirkrichtung von
Schmerz auf Emotion in zukünftigen Stu-
dien weiter geklärt werden, wobei von
einer Verstärkung von negativem oder
einer Reduktion von positivem Affekt
durch Schmerz ausgegangen werden
kann. Die Förderung und Ausschöpfung
endogener emotionaler Schmerzhemm-
mechanismen könnten ergiebige Ergän-
zungen zu bestehenden Therapien dar-
stellen. Inwieweit v. a. die Reduktion von
negativem Affekt oder der Aufbau von
positiver Emotionalität fokussiert wer-
den sollte, ist noch zu klären.
Korrespondenzadresse
P. Reicherts
Lehrstuhl für Biologische Psychologie, Klinische
Psychologie und Psychotherapie, Universität
Würzburg
Marcusstr. 9–11, 97070 Würzburg
philipp.reicherts@uni-wuerzburg.de
Nichtschmerzhaft
Schmerzhaft
Hitzestimulation
Aufmerksamkeit
Emotion
Schmerzintensität (VAS)
Emotionale Erregung (1–9)
0
20
40
100
1
2
3
4
5
6
Freude FreudeNeutral NeutralAngst AngstSchmerz SchmerzFixkreuz
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8M. zygomaticus major M. corrugator supercilii M. orbicularis oculi
µV
0–1 s 0–1 s 0–1 s1–2 s 1–2 s 1–2 s
a b
c
Abb. 2 9 a Schmerz-Ra-
ting: Die Ratings waren
während Kontrolldurch-
gängen generell erhöht
im Vergleich zu den dyna-
mischen Gesichtsausdrü-
cken (alle p<0,01; Aufmerk-
samkeitseffekt). Beim Ver-
gleich der Gesichtsausdrü-
cke waren die Schmerz-Ra-
tings selektiv für Schmerz-
ausdrücke erhöht (alle
p<0,05; Emotionseffekt).
b Arousal-Ratings der Ge-
sichtsausdrücke: Angst-
und speziell Schmerzaus-
drücke wurden als emo-
tional erregender bewer-
tet nach schmerzhafter Hit-
zestimulation. c EMG-Reak-
tionen während der Kont-
rolldurchgänge: Die Aktivi-
tät des M. orbicularis ocu-
li war während der zweiten
Sekunde nach schmerzhaf-
ter Stimulation signifikant
erhöht. EMG Elektromyo-
graphie; VAS visuelle Ana-
logskala. (Nach [15])
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Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. P. Reicherts, A.B.M. Gerdes,
P. Pauli und M.J. Wieser geben an, dass kein Interessen-
konflikt besteht. Die vorgestellte Studie wurde mit ge-
sunden Probanden durchgeführt und von der Ethik-
kommission der Medizinischen Fakultät der Universi-
tät Würzburg geprüft und bestätigt. Alle im vorliegen-
den Manuskript beschriebenen Untersuchungen am
Menschen wurden somit mit Zustimmung der zustän-
digen Ethik-Kommission, im Einklang mit nationalem
Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von
1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durch-
geführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Ein-
verständniserklärung vor.
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