Mécanismes cérébraux de la régulation de la douleur : perception de la douleur et hypoalgésie induite psychologiquement

Objectif : Cette thèse a pour but de préciser les mécanismes neuropsychologiques de la douleur, de la régulation endogène de la douleur et de l'hypoalgésie induite psychologiquement (HIP) par la synthèse de près de trente ans de recherche imagerie cérébrale fonctionnelle. Méthodologie : Étant donné l'abondance des études sur le sujet et le manque d'intégration de leurs résultats, la technique de métaanalyse quantitative basée sur les coordonnées d'activation cérébrale fut privilégiée dans cette thèse, telle qu’implémentée dans l'algorithme ALE (Activation Likelyhood Estimate). Une force supplémentaire de cette thèse repose sur la rigueur du processus de sélection des articles. En effet, les études incluses dans les métaanalyses devaient satisfaire des critères stricts d'inclusion, ceci dans le but de favoriser la précision et la validité des conclusions subséquentes. Étude 1 : Le premier article visait à identifier les aires cérébrales impliquées dans la réduction de la douleur par des méthodes psychologiques d'interventions. Les articles retenus portent sur une variété de méthodes d'intervention, telles que le placebo, l'hypnose, la méditation, la perception de contrôle sur la stimulation douloureuse et l'induction d'émotions. Les résultats indiquent que l'HIP implique un vaste réseau d'activation qui comprend le cortex cingulaire antérieur, l'insula antérieure, les zones orbitofrontale et préfrontale latérale, ainsi que les régions pariétale, temporale et souscorticales. Ces activations reflèteraient l'implication des mécanismes neuropsychologiques cognitifs et émotionnels sous-tendent les interventions psychologiques ciblées par ces études, incluant la conscience de soi et la motivation. De plus, les divergences de patron d'activation entre les approches ont été explorées, notamment pour le placebo et la distraction. Étude 2 : Le deuxième article a identifié des patrons d'activations préférentiellement associés à la perception de la douleur, à l'HIP, ainsi que des activations communément associées à la douleur et l'HIP. Les résultats indiquent que 1) la perception de la douleur est associée à l'activation d'aires somatosensorielles et motrices, ce qui pourrait être le reflet de la préparation d'une action adaptative, 2) l'HIP est liée à l'engagement de régions préfrontales antéromédianes et orbitales, possiblement en lien avec des processus motivationnels et émotionnels, et 3) la douleur et l'HIP sont associés à l'activation d'aires préfrontales dorsolatérales, de l'insula antérieure et du cortex cingulaire moyen, ce qui pourrait refléter l'engagement spontané pendant la douleur de mécanismes endogènes de régulation descendante. Conclusion : Par ces études, cette thèse fait le point sur les mécanismes cérébraux impliqués différentiellement dans la perception de la douleur, dans sa régulation endogène et dans l'hypoalgésie induite psychologiquement. Objective: This thesis aims to clarify the neuropsychological mechanisms of pain, of the endogenous regulation of pain and of psychologically induced hypoalgesia (PIH), through the synthesis of almost thirty years of functional brain imaging research. Methodology: Given the abundance of studies in this domain and the lack of integration of their results, we used the quantitative meta-analysis technique based on brain activation using the ALE (Activation likelihood Estimate) statistic. The strength of this thesis lies in the globalized perspective of the litterature, and in the rigor of the article selection process from which results were extracted. Indeed, the studies included in the meta-analyses needed to meet strict inclusion criteria in order to strengthen the accuracy and the validity of subsequent conclusions. Study 1: The first article is aimed at identifying brain areas involved in pain reduction through psychological methods of intervention. Chosen articles that covered a variety of approaches, such as placebo, hypnosis, meditation, perception of control over the stimulation, and induction of emotions. Analysis across these various studies indicated that PIH involves a broad network of activation that includes the anterior cingulate cortex, anterior insulae, orbital and lateral prefrontal and frontal areas, as well as parietal, temporal and subcortical regions. This activation network may reflect the involvement of diverse neuropsychological mechanisms in the various affective, self-awareness, cognitive and motivational processes underlying the psychological interventions targeted by these studies. In addition, we explored some specific patterns of brain activity related to placebo and distraction, in comparison to other approaches. We propose several hypotheses regarding the distinctive neuropsychological processes underlying these approaches. Study 2: The second article aimed at investigating patterns of brain activity preferentially associated with pain perception or with PIH. First we assessed patterns of increased and decreased activity during experimental pain in healthy volunteers. Second we determined the brain regions preferentially activated during pain perception or during PIH with subtraction analyses. Using a conjunction analysis, we also determined a set of brain regions possibly involved in regulatory processes activated spontaneously during acute of pain. Our results indicate that 1) somatosensory and motor areas are preferentially related to pain perception, which may reflect the preparation of a motor response, 2) dorsolateral prefrontal areas, anterior insula and the anterior midcingulate cortex were associated with both pain and PIH and may reflect the spontaneous activation of top-down regulation mechanisms during pain, and 3) antero-medial and orbital prefrontal regions were preferentially associated with PIH, which may indicate motivational and emotional processes associated with the engagement of an externally driven hypoalgesic procedure.

Keyphrases: Douleur, Imagerie cérébrale, Métaanalyse, analgésie cognitive, Hypoalgésie induite psychologiquement, IRMf, TEP, Pain, Brain imaging, fMRI, PET, Metaanalysis, Cognitive analgesia, Psychologically induced hypoalgesia