Käyttäytymistä estävän ja aktivoivan järjestelmän yhteydet kivun odotuksen aikaiseen alfarytmiin

Abstract

Kivun tehtävä on varoittaa ja suojata, ja ennakoidessaan kipua yksilö pyrkii muuttamaan käyttäytymistään välttääkseen kivun kokemuksen. Yksi kivun kokemukseen vaikuttavista tekijöistä on yksilön temperamentti. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkasteltiin kivun odotuksen aikaisen aivojen alfarytmin yhteyksiä käyttäytymistä estävään (BIS) ja käyttäytymistä aktivoivaan järjestelmään (BAS). Kahdeksantoista tutkittavan temperamenttitaipumuksia selvitettiin BIS/BAS Scales -kyselylomakkeen suomennetulla versiolla, ja heidän aivotoimintaansa mitattiin magnetoenkefalografilla (MEG). Koeasetelmassa tutkittavien oikean käden sormiin annettiin sähköisiä kipuärsykkeitä heidän ollessaan MEG-laitteessa, ja kaksi sekuntia ennen jokaista ärsykettä tutkittava kuuli äänimerkin vihjeenä tulevasta kipuärsykkeestä. Alfarytmin voimakkuutta tarkasteltiin näiden kahden sekunnin ajalta. BIS- ja BAS-muuttujien yhteyksiä kivun odotuksen aikaiseen alfarytmiin tarkasteltiin korrelaatioanalyysia hyödyntäen. BIS-pisteiden havaittiin olevan yhteydessä ohimolohkojen alfarytmiin niin, että korkeita pisteitä saaneilla alfarytmi lateralisoitui vasempaan ohimolohkoon ja matalia pisteitä saaneilla oikeaan ohimolohkoon. Havaitun yhteyden taustalla voi olla esimerkiksi kipuärsykkeen suurempi merkityksellisyys BIS-taipuvaiselle tai tarkkaavaisuuden suuntaamisen ja ympäristöön virittäytymisen erilaiset mekanismit riippuen yksilön BIS-taipumuksesta. Lisäksi havaittiin yhteyksiä alfarytmin ja yhden BAS-alaskaalan, palkintosuuntautuneisuuden, välillä. Palkintosuuntautuneisuus oli yhteydessä vasemman otsalohkon alfarytmin voimakkuuteen. Palkintosuuntautuneisuus myös korreloi suuntaa antavasti oikean otsalohkon ja vasemman ohimolohkon alfarytmin voimakkuuksien kanssa. Yhteyksien taustalla voi olla esimerkiksi lähestymiskäyttäytymisen inhibointi, tai alfa-aktiivisuuden muutokset voivat olla käyttäytymistä estävän järjestelmän välittämää. Johtopäätösten tekemisen suhteen tulee olla varovainen. Tutkimus oli luonteeltaan jokseenkin eksploratiivinen ja laatuaan ensimmäinen, jossa selvitettiin kivun odotuksen aikaisen alfarytmin yhteyksiä käyttäytymistä estävään ja käyttäytymistä aktivoivaan järjestelmään. Tulokset kaipaavat vahvistamista suuremmilla ja edustavammilla otoksilla, ja jatkotutkimuksessa tulisi perehtyä myös yhteyksien taustalla olevien ilmiöiden mekanismeihin. Kipuun liittyvien neuropsykologisten ilmiöiden parempi ymmärrys voisi parantaa etenkin kroonisen kivun kanssa elävien elämänlaatua paremmin kohdistettujen kivunhoitomenetelmien myötä.

Pain and its anticipation aim to protect. When anticipating pain, one attempts to alter their actions to avoid the pain experience. One of the factors that can shape the experience of pain is temperament, and there have been multiple studies on the effects of both pain and temperament on brain oscillations. In this thesis, the links between alpha oscillations during pain anticipation and both behavioral inhibition system (BIS) and behavioral activation system (BAS) were explored. The Finnish version of the BIS/BAS Scales questionnaire was used to examine the two systems in eighteen participants, and magnetoencephalography (MEG) was used to measure their brain activity. Electrical pain stimuli were applied to the participants’ fingers during the MEG measurement, and two seconds before each pain stimulus the participants heard an auditory cue. Alpha rhythm was examined during this two-second time interval and its relationships with BIS and BAS were explored with correlation analysis. BIS scores were correlated with alpha power in the temporal lobes. The higher the BIS scores were, the more lateralized alpha power was to the left temporal lobe, and the lower the scores were, the more alpha power was lateralized to the right temporal lobe. These correlations may be explained by differences in attention orienting or arousal to the environment in those with different BIS scores, or the pain stimulus may have more individual relevance to high BIS scorers. In addition, correlations between alpha power and a subscale of BAS, reward responsiveness, were found. Reward responsiveness correlated with alpha power in the left frontal lobe. Links between reward responsiveness and alpha power in both right frontal lobe and left temporal lobe were also discovered, but the correlations were not statistically significant. Inhibition of behavioral activation system may have caused these findings, or the changes in alpha activity may have been mediated by behavioral inhibition system. Given that the study was somewhat exploratory in nature and it’s the first examining the links between alpha oscillations and both behavioral inhibition system and behavioral activation system during anticipation of pain, caution must be used when interpreting the results. The findings must be replicated in other studies with larger and more representative samples. The future research should also investigate the mechanisms behind the discovered correlations. Better understanding of said mechanisms may, through better pain management methods, lead to an improvement in the quality of life of those living with chronic pain.