Procedura sperimentale

Questo studio pilota si configura come un disegno sperimentale multifattoriale entro i soggetti. Infatti tutti i soggetti hanno partecipato ad entrambe le condizioni, sperimentale (Real) e di controllo (Sham), pseudo-randomizzate (scambiando i giorni in cui si effettuava il real o lo sham, in modo da ovviare all’effetto sequenza), rappresentando così il parametro di controllo di sé stessi. Tutte le sessioni sperimentali, distribuite in due giorni differenti e della durata di circa 60 minuti ciascuna, sono state condotte presso il Dipartimento di Ricerca Traslazionale e Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell'Università di Pisa, tra le 9:00 e le 12:00 del mattino, per escludere influenze circadiane. Il setting prevedeva una stanza con temperatura controllata (20-22°), luce e suoni attenuati e una sedia confortevole dove il soggetto veniva fatto sedere. Ai volontari venivano comunicate delle istruzioni standard rispetto all’intervento che avrebbero ricevuto, la necessità di tenere gli occhi chiusi e di rispondere in modo semplice e chiaro alle richieste dello sperimentatore. Come mostrato in Fig. 5, sia la sessione Real che Sham consistevano in tre condizioni (Baseline, Suggestion e

DNIC) di stimolazione elettrica alla mano sinistra, della durata di circa 2 minuti ciascuna,

all’interno dei quali (come mostrato nella panoramica della Fig. 5) si procedeva, in una sequenza costante, con una fase iniziale di rest di 30 secondi (necessari per permettere l’azione degli stimoli condizionanti), una valutazione percettiva e, per finire, una valutazione

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nocicettiva. Per evitare il più possibile una contaminazione tra i vari interventi sono state adottate diverse precauzioni:

✓ le condizioni sono state alternate da 4 minuti di resting state;

✓ la condizione Suggestion precede sempre il DNIC, in quanto gli effetti di quest’ultimo perdurano diversi minuti dopo l’esposizione allo stimolo condizionante, mentre gli effetti della suggestione possono essere velocemente interrotti attraverso specifiche istruzioni.

Ciò che distingue le due sessioni (Real e Sham) risiede esclusivamente nella natura degli stimoli condizionanti: nella sessione Sham, infatti, gli stimoli condizionanti sono finti, cioè non idonei ad innescare analgesia. Nella condizione Suggestion della sessione Real abbiamo somministrato una suggestione di analgesia per la durata di 30 secondi, mentre nella Sham è stata sostituita dalla lettura di informazioni sulle condizioni meterologiche. Allo stesso modo, nella condizione DNIC della sessione Sham la mano destra del volontario è stata fatta immergere in acqua ad una temperatura pari a 30°, rispetto all’acqua fredda (0-10°) della sessione Real.

I parametri sono stati acquisiti grazie all’utilizzo del Digitimer modello DS7A, un dispositivo che emette stimoli per una durata di 0,5 secondi, tramite degli elettrodi posti sulla mano sinistra dei soggetti.

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Fig 5 - Procedura sperimentale. In entrambe le sessioni (real e sham), tutte le condizioni iniziavano con 30

secondi di resting state, a seguire la stimolazione percettiva e infine quella nocicettiva.

Baseline

Rappresenta la fase di valutazione dei parametri percettivi e nocicettivi, che venivano poi utilizzati nelle condizioni successive.

Tutti i soggetti sono stati sottoposti a questa valutazione preliminare, con l’obiettivo di:

• Testare l’eccitabilità del sistema sensoriale (innocuous test stimulus):

abbiamo chiesto al soggetto di riferire con un “SI” non appena avesse avvertito un piccolo stimolo elettrico. Partendo da 0 Milliampere (mA) incrementavamo gradualmente l’intensità elettrica fino a quando il soggetto non avesse riferito la prima percezione. Questo valore (misurato in mA), che rappresenta la soglia percettiva, è stato somministrato per tre volte consecutive per una maggiore affidabilità della valutazione: alla risposta positiva, veniva attribuito punteggio 1 e

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quando la percezione dello stimolo era superiore alle due volte su tre, veniva registrata la soglia percettiva. Per cui abbiamo ottenuto due valori:

1. la soglia percettiva in mA;

2. il numero di volte che il soggetto percepiva lo stimolo elettrico.

• Identificare l’intensità degli stimoli nocicettivi (noxious test stimulus) utilizzando una NRS (da 0= “nessun dolore” a 10= “massimo dolore percepibile”): è stato chiesto al soggetto di identificare uno stimolo che procurasse dolore a livello 6 (i6), ovvero appena sopra la metà di un dolore di livello 10; il suddetto stimolo indicato dal soggetto come di livello 6, veniva somministrato per tre volte consecutive e veniva registrata l’intensità in mA quando lo stesso stimolo era percepito a livello 6 della scala (NRS) per almeno due volte su tre. In questo modo, come per la soglia percettiva, abbiamo ottenuto due valori: sia l’intensità dello stimolo in mA che l’intensità di dolore percepito, che equivale alla media delle tre valutazioni dell’i6. L’i6 non rappresenta la soglia nocicettiva, ma è un indice di nocicettivo che ci ha permesso di valutare uno stimolo realmente doloroso.

Suggestione

Nella sessione Real la suggestione consisteva nella richiesta esplicita di immaginare di avere la mano sinistra completamente protetta da qualsiasi potenziale dolore: “…non puoi sentire

il dolore perché il guanto che indossi nella mano sinistra ti protegge…è un guanto spesso…gli stimoli elettrici non possono disturbarti…il guanto ti protegge…”. Dopo 30’’ di

induzione, si procedeva con la somministrazione, per tre volte consecutive, del parametro percettivo (innocuous test stimulus) ottenuto nella condizione Baseline, per vedere se lo stimolo veniva ancora percepito. Successivamente si passava alla valutazione nocicettiva, con la somministrazione per tre volte dell’i6, individuato sempre nella sessione precedente, chiedendo al soggetto di quantificare nuovamente lo stimolo da 0 a 10. In questo modo è stato possibile stimare se l’i6 venisse percepito come in assenza dello stimolo condizionante. Una volta conclusa questa condizione, veniva neutralizzata la suggestione: “…ora la tua

mano sinistra è completamente normale, puoi sentire tutto…”.

Come precedentemente descritto, nella sessione Sham la suggestione veniva sostituita da una lettura neutrale riguardante le condizioni atmosferiche: ”…adesso ascoltami

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appreso che nei prossimi giorni il tempo sarà stabile…non ci sarà vento, ne pioggia…le famiglie italiane sono molto interessate alle previsioni del tempo, su cui possono fare affidamento per fare programmi futuri…”

DNIC

Nella sessione Real, per innescare il DNIC, ci siamo serviti di un HNCS idoneo alla sua attivazione, come il Cold Pressor Test (CPT; Willer, Roby, Le Bars, 1984): il CPT rappresenta la stimolazione dolorosa acuta eterologa o anche definita HNCS (heterotopic noxious conditioning stimulations), che genera l’attivazione del sistema di modulazione

DNIC (Diffusion Noxious Inibitory Control) di un altro stimolo doloroso (nel nostro caso

elettrico) somministrato contemporaneamente controlateralmente. Generalmente si fa affidamento allo studio di Willer e colleghi (1984), che fissano a 0-2 gradi la temperatura ottimale del CPT per l’attivazione del DNIC; tuttavia durante gli esperimenti, i soggetti mostravano un’intolleranza all’acqua fredda che non permettevano di completare i due minuti di valutazione. Per questo motivo si è reso necessario sottoporre i soggetti ad acqua meno fredda (0-10°), comunque idonea per l’attivazione del DNIC, come riportato dallo studio di von Baeyer, Piira, Chambers, Trapanotto e Zeltzer (2005).

In questa condizione la mano del soggetto veniva introdotta in una vaschetta contenente acqua pre-raffreddata (0-10°C). Dopo 30 secondi di esposizione allo stimolo condizionante, si procedeva con la rivalutazione della soglia percettiva e i6 ottenuti nella condizione

Baseline.

Nella condizione Sham, l’acqua fredda veniva sostituita con acqua a temperatura ambiente (30°), fisiologicamente ininfluente sul sistema discendente di controllo del dolore.