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A11 – Mechanismen des appetitiven und aversiven schmerzbezogenen Lernens in Gesunden und chronischen Rückenschmerzpatienten

Ulrike Bingel, Katharina Schmidt

Projekt A11 untersucht die Akquisition, das Extinktionslernen und das Reinstatement von schmerzbezogener Angst sowie deren zugrundliegende neuronale Mechanismen in Patienten mit chronischen unteren Rückenschmerzen und gesunden Kontrollpersonen. Wir nutzen ein differentielles Angstkonditionierungsparadigma, in dem schmerzhafte Hitzereize als unkonditionierte Stimuli (US) dienen und erheben neben Verhaltensdaten auch physiologische und neuronale (MRT) Daten, um folgende Fragestellungen zu untersuchen: (1) schmerz-spezifische Mechanismen der Angstkonditionierung, (2) der Effekt von pharmakologisch induziertem Stress auf das Extinktionsgedächtnis und das Reinstatement und (3) Gemeinsamkeiten und Unterschiede der aversiven und appetitiven Konditionierung im Kontext Schmerz.

Leitfragen des Projekts A11:

  • Unterscheiden behaviorale und neurale Mechanismen des Erwerbs, der Extinktion und des reinstatement von CS-US-Assoziationen zwischen somatischen Schmerzreizen und gleichstark aversiven auditiven Reizen? Sind diese schmerzspezifischen Effekte bei Patienten mit chronischen unteren Rückenschmerzen verstärkt?
  • Beeinträchtigt die systemische Gabe des Glukokortikoids Hydrocortison die Erinnerung an extingierte Angst vor Schmerz? Ist dieser Effekt bei Patienten mit chronischen unteren Rückenschmerzen verstärkt?
  • Unterscheiden Lern- und Extinktionsmechanismen zwischen Hinweisen auf eine Schmerzlinderung und eine Schmerzverschlechterung? Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen aversivem und appetitivem Lernen im Kontext von Schmerz?
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Ulrike Bingel

Projektleiterin A11

Universität Duisburg-Essen

Katharina Schmidt

Projektleiterin A11

Universität Duisburg-Essen

Katja Wiech

Beraterin A11

University of Oxford

Lea Busch

Doktorandin A11

Universität Duisburg-Essen

Jialin Li

Doktorandin A11

Universität Duisburg-Essen

Bálint Kincses

Postdoc A11

Universität Duisburg-Essen

10 projektrelevante Publikationen

Busch L, Wiech K, Gamer M, Kincses B, Spisák T, Schmidt K*, Bingel U* (2023) Modulatory effects of instructions on extinction efficacy in appetitive and aversive learning: A registered report.https://osf.io/cj75p

Forkmann K, Wiech K, Schmidt K, Schmid-Köhler J, Bingel U (2023) Neural underpinnings of preferential pain learning and the modulatory role of fear. Cerebral Cortex 33:9664–9676. https://doi.org/10.1093/cercor/bhad236 

Kincses B, Forkmann K, Schlitt F, Jan Pawlik R, Schmidt K, Timmann D, Elsenbruch S, Wiech K, Bingel U, Spisák T (2024) An externally validated resting-state brain connectivity signature of pain-related learning. Commun Biol 7:875. https://doi.org/10.1038/s42003-024-06574-y 

Koenen LR, Icenhour A, Forkmann K, Theysohn N, Forsting M, Bingel U, Elsenbruch S (2018) From Anticipation to the Experience of Pain: The Importance of Visceral Versus Somatic Pain Modality in Neural and Behavioral Responses to Pain-Predictive Cues. Psychosomatic Medicine 80:826–835. https://doi.org/10.1097/PSY.0000000000000612

Koenen LR, Pawlik RJ, Icenhour A, Petrakova L, Forkmann K, Theysohn N, Engler H, Elsenbruch S (2021) Associative learning and extinction of conditioned threat predictors across sensory modalities. Commun Biol 4:553. https://doi.org/10.1038/s42003-021-02008-1 

Li J*, Schmidt K*, Busch L, Forkmann K, Spisák T, Kaur J, Schlitt-Nguyen F, Wiech K, Bingel U (2025) Common and distinct neural mechanisms of aversive and appetitive pain-related learning. bioRxiv:2025.04.02.646781. https://doi.org/10.1101/2025.04.02.646781 #OA

Schlitt F, Schmidt K, Merz CJ, Wolf OT, Kleine-Borgmann J, Elsenbruch S, Wiech K, Forkmann K, Bingel U (2022) Impaired pain-related threat and safety learning in patients with chronic back pain. Pain 163:1560–1570. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000002544 

Schmidt K, Forkmann K, Elsenbruch S, Bingel U (2020) Enhanced pain-related conditioning for face compared to hand pain. PLoS ONE 15:e0234160. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234160 

Schmidt K*, Schlitt F*, Wiech K, Merz CJ, Kleine-Borgmann J, Wolf OT, Engler H, Forkmann K, Elsenbruch S*, Bingel U* (2024) Hydrocortisone Differentially Affects Reinstatement of Pain-related Responses in Patients With Chronic Back Pain and Healthy Volunteers. The Journal of Pain 25:1082–1093. doi: 10.1016/j.jpain.2023.10.028 

van der Schaaf ME*, Schmidt K*, Kaur J, Gamer M, Wiech K, Forkmann K, Bingel U (2022) Acquisition learning is stronger for aversive than appetitive events. Commun Biol 5:302. https://doi.org/10.1038/s42003-022-03234-x