Die Behandlung von akuten und chronischen Schmerzen hat sich als schwierig erwiesen, da die pathophysiologischen Mechanismen, die für bestimmte Schmerzentitäten und deren Symptome verantwortlich sind, nur unzureichend verstanden werden. Zahlreiche verschiedene Untergruppen peripherer sensorischer Fasern tragen zu akuten nozizeptiven und pathologischen Schmerzen bei. Nicht weniger komplex sind spinale und supraspinale Schmerzprozesse; hier spielen unterschiedliche Schmerzentitäten eine wichtige Rolle, die für Schmerzen und schmerzbezogene Symptome (evozierter und nicht-evozierter Schmerz) relevant sind, einschließlich solcher mit affektiven Komponenten.

Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, Geschlechtsunterschiede zu untersuchen und periphere und spinale Signalwege sowie damit einhergehende Veränderungen der Gehirnprozessierung während der Initiierung und Aufrechterhaltung klinisch relevanter schmerzbezogener Verhaltensweisen in Modellen für inzisionale und neuropathische Schmerzen bei Mäusen zu charakterisieren. Wir verwenden einen einzigartigen Ansatz, indem wir eine Batterie von Verhaltenstests mit präziser raumzeitlicher optogenetischer Stimulation und supraspinale fMRT-basierte Konnektomanalysen in beiden Schmerzmodellen kombinieren. Im Zentrum dieser Arbeit steht die Verwendung der gleichen Stimulationsmodalitäten für Verhaltens- und fMRT-Studien. Zu diesem Zweck verwenden wir die optogenetische Modulation, um supraspinale Korrelate relevanter schmerzbedingter Verhaltensweisen sowie den Beitrag peripherer (Tropomyosin-Rezeptorkinase C-positiven Aβ-Fasern) und spinaler (inhibitorischen GABAergen Neuronen, positiv für Glutamat-Decarboxylase 2) Signalwege zu untersuchen. Darüber hinaus haben wir zuvor ein MRT-kompatibles Gerät entwickelt, das die mechanische Stimulation der Hinterpfoten von Ratten ermöglicht. Wir haben diesen Stimulator jetzt derart angepasst, dass er in eine Cryo-Spule für Mäuse passt und die sequentielle Stimulation von bis zu vier verschiedenen mechanischen Modalitäten ermöglicht (z. B. von Frey-Filamenten, Pin Prick, Cottonswab). Hierdurch sollen in-vivo-Verhaltensexperimente genau nachgeahmt werden. Schließlich führen wir eine funktionale Netzwerkanalyse durch, um zentrale Hubs und Konnektome zu identifizieren, die mit unterschiedlichen schmerzbezogenen Verhaltensweisen in beiden pathologischen Schmerzzuständen zusammenhängen, und um Netzwerksignaturen zu extrahieren, die geschlechts-, modalitäts- oder schmerzentitätsspezifisch sind.

Förderzeitraum: 10.2020 - 09.2023