Étudier le comportement d’évitement lié à la douleur à l’aide d’un paradigme robotique d’atteinte des bras

L’évitement est une réponse adaptative à la douleur signalant une menace corporelle. Pourtant, lorsque la douleur devient chronique, la douleur et l’évitement lié à la douleur perdent leur objectif adaptatif. Dans cette ligne de cela, le modèle d’évitement de la peur^{de la douleur chronique 1,2,3,}4 ,^{5,6,7,8 postule} que les interprétations erronées de la douleur comme catastrophique, déclencher augmente la peur de la douleur, qui motivent le comportement d’évitement. L’évitement excessif peut mener au développement et au maintien de l’incapacité chronique de douleur, due à la désuétude physique et à l’engagement diminué dans les activités et aspirations^{quotidiennes 1,2,3,4,5,9.} En outre, étant donné que l’absence de douleur peut être mal attribuée à l’évitement plutôt qu’au rétablissement, un cycle autonome de peur et d’évitement liés à la douleur^{peut être établi 10}.

Malgré l’intérêt récent pour l’évitement dans la littérature^{sur l’anxiété 11,12}, la recherche sur l’évitement dans le domaine de la douleur en est encore à ses balbutiements. La recherche précédente d’inquiétude, guidée par la théorie influente de deux^{facteurs 13,}a généralement supposé la crainte de conduire l’évitement. En conséquence, les paradigmes traditionnels^{d’évitement 12} comportent deux phases expérimentales, chacune correspondant à un facteur : la première pour établir la peur (phase^{de conditionnement pavlovien 14),} et la seconde pour examiner l’évitement (phase^{instrumentale 15).} Pendant le conditionnement pavlovien différentiel, un stimulus neutre (stimulus conditionné, CS+; par exemple, un cercle) est jumelé à un stimulus intrinsèquement aversif (stimulus non conditionné, États-Unis; par exemple, un choc électrique), qui produit naturellement des réponses non conditionnées (URs, par exemple, la peur). Un deuxième stimulus de contrôle n’est jamais jumelé avec les États-Unis (CS-; par exemple, un triangle). Après les accords des CS avec les États-Unis, le CS+ suscitera la peur en soi (réponses conditionnées, RC) en l’absence des États-Unis. Le CS- vient à la sécurité des signaux et ne déclenchera pas de RC. Par la suite, pendant le conditionnement instrumental, les participants apprennent que leurs propres actions (réponses, R; p. ex., bouton-presse) entraînent certaines conséquences (résultats; O, p. ex., l’omission du choc)^15,16. Si la réponse empêche un résultat négatif, le risque que cette réponse augmente de façon récurrente; c’est ce qu’on appelle le renforcement^{négatif 15}. Ainsi, dans la phase pavlovienne des paradigmes traditionnels d’évitement, les participants apprennent d’abord l’association CS-US. Par la suite, dans la phase instrumentale, une réponse d’évitement (R) instruite par l’expérimentateur est introduite, annulant les États-Unis si elle est exécutée pendant la présentation de CS, établissant une association de R-O. Ainsi, le CS devient un stimulus discriminant (S^D),indiquant le moment approprié pour, et motivant la performance de, le R^{15 conditionné.} En dehors de certaines expériences montrant le conditionnement instrumental des rapports^{de douleur 17} et des expressions faciales liées à la douleur^18,les investigations sur les mécanismes d’apprentissage instrumental de la douleur, en général, sont limitées.

Bien que le paradigme de l’évitement standard, décrit ci-dessus, ait élucidé bon nombre des processus sous-jacents à l’évitement, il a également^{plusieurs limites 5,19}. Premièrement, il ne permet pas d’examiner l’apprentissage, ou l’acquisition, de l’évitement lui-même, parce que l’expérimentateur instruit la réponse d’évitement. Le fait que les participants choisissent librement entre de multiples trajectoires et, par conséquent, d’apprendre quelles réponses sont douloureuses/sûres et quelles trajectoires éviter/ne pas éviter, modèle plus précisément la vie réelle, où l’évitement apparaît comme une réponse naturelle à la douleur⁹. Deuxièmement, dans les paradigmes traditionnels d’évitement, la réponse d’évitement bouton-presse n’a aucun coût. Cependant, dans la vie réelle, l’évitement peut devenir extrêmement coûteux pour l’individu. En effet, l’évitement à coût élevé perturbe particulièrement le fonctionnement^{quotidien 5}. Par exemple, l’évitement de la douleur chronique peut limiter considérablement la vie sociale et professionnelle des gens⁹. Troisièmement, les réponses dichotomiques telles que presser/ne pas appuyer sur un bouton ne représentent pas très bien la vie réelle, où différents degrés d’évitement se produisent. Dans les sections suivantes, nous décrivons comment le paradigme robotique d’atteinte des bras²⁰ répond à ces limitations, et comment le paradigme de base peut être étendu à de multiples nouvelles questions de recherche.

Acquisition d’évitement
Dans le paradigme, les participants utilisent un bras robotique pour effectuer des mouvements de bras d’un point de départ à une cible. Les mouvements sont utilisés comme réponse instrumentale parce qu’ils ressemblent étroitement à des stimuli spécifiques à la douleur, évoquant la peur. Une balle représente virtuellement les mouvements des participants à l’écran (figure 1), ce qui permet aux participants de suivre leurs propres mouvements en temps réel. Au cours de chaque essai, les participants choisissent librement entre trois trajectoires de mouvement, représentées à l’écran par trois arches (T1-T3), différentes les unes des autres en termes d’effort, et dans la probabilité qu’elles soient jumelées à un stimulus électrocutané douloureux (c.-à-d. stimulus de la douleur). L’effort est manipulé comme déviation de la trajectoire la plus courte possible et résistance accrue du bras robotique. Plus précisément, le robot est programmé de telle sorte que la résistance augmente linéairement avec la déviation, ce qui signifie que plus les participants s’écartent, plus ils ont besoin d’exercer de la force sur le robot. En outre, l’administration de la douleur est programmée de telle sorte que la trajectoire la plus courte et la plus facile (T1) est toujours associée au stimulus de la douleur (douleur à 100%/pas de déviation ou de résistance). Une trajectoire moyenne (T2) est jumelée avec une probabilité de 50% de recevoir le stimulus de la douleur, mais plus d’effort est nécessaire (déviation modérée et résistance). La trajectoire la plus longue et la plus effortue (T3) n’est jamais associée au stimulus de la douleur, mais nécessite le plus d’efforts pour atteindre la cible (0 % de douleur/plus grande déviation, résistance la plus forte). Le comportement d’évitement est opérationnel comme l’écart maximal par rapport à la trajectoire la plus courte (T1) par essai, qui est une mesure plus continue de l’évitement, que par exemple, en appuyant ou en n’appuyant pas sur un bouton. En outre, la réponse à l’évitement se fait au prix d’un effort accru. De plus, étant donné que les participants choisissent librement entre les trajectoires de mouvement et ne sont pas explicitement informés des contingences expérimentales de R-O (trajectoire-douleur du mouvement), le comportement d’évitement est acquis de façon instrumentale. La peur autodéfique en ligne de la douleur liée au mouvement et de l’espérance de la douleur ont été recueillies comme mesures de la peur conditionnée envers les différentes trajectoires de mouvement. L’espérance de vie de la douleur est également un indice de sensibilisation aux éventualités et d’évaluation^{de la menace 21}. Cette combinaison de variables permet d’examiner l’interaction entre la peur, les évaluations des menaces et le comportement d’évitement. En utilisant ce paradigme, nous avons constamment démontré l’acquisition expérimentale de^{l’évitement 20,22,23,24}.

Généralisation de l’évitement
Nous avons étendu le paradigme pour étudier la généralisation de^{l’évitement 23}— un mécanisme possible menant à l’évitement excessif. La généralisation pavlovienne de la peur se réfère à la propagation de la peur aux stimuli ou aux situations (stimuli de généralisation, GS) ressemblant au CS+, la peur diminuant avec une similitude décroissante avec le CS+ (gradient de généralisation)^25,26,27,28. La généralisation de la peur minimise la nécessité d’apprendre à nouveau les relations entre les stimuli, permettant la détection rapide de nouvelles menaces dans des environnements en constante^{évolution 25,26,27,28}. Cependant, la généralisation excessive mène à la crainte des stimulus sûrs (GSs semblables à CS-), causant ainsi la détresse inutile^28,29. Dans cette lignée, les études utilisant la généralisation de la peur pavlovienne montrent constamment que les patients souffrant de douleur chronique généralisent excessivement la peur liée à la douleur^{30,31,32,33,34}, tandis que les contrôles sains montrent une généralisation sélective de la peur. Pourtant, lorsque la peur excessive cause de l’inconfort, l’évitement excessif peut aboutir à une incapacité fonctionnelle, en raison de l’évitement des mouvements et des activités sécuritaires, et de l’augmentation du désengagement^{quotidien de l’activité 1,2,3,4,9}. Malgré son rôle clé dans l’incapacité chronique de douleur, la recherche sur la généralisation de l’évitement est rare. Dans le paradigme adapté à l’étude de la généralisation de l’évitement, les participants acquièrent d’abord l’évitement, suivant la procédure décrite^{ci-dessus 20}. Dans une phase de généralisation ultérieure, trois nouvelles trajectoires de mouvement sont introduites en l’absence du stimulus de la douleur. Ces trajectoires de généralisation (G1-G3) se situent sur le même continuum que les trajectoires d’acquisition, ressemblant à chacune de ces trajectoires, respectivement. Plus précisément, la trajectoire de généralisation G1 est située entre T1 et T2, G2 entre T2 et T3, et G3 à droite de T3. De cette façon, la généralisation de l’évitement à de nouvelles trajectoires sûres peut être examinée. Dans une étude précédente, nous avons montré la généralisation des auto-rapports, mais pas l’évitement, suggérant probablement différents processus sous-jacents pour la peur liée à la douleur- et la généralisation de^{l’évitement 23}.

Extinction de l’évitement par la prévention des réponses
La principale méthode de traitement de la peur élevée du mouvement dans la douleur musculo-squelettique^{chronique est la thérapie d’exposition 35}– la contrepartie clinique à l’extinction pavlovienne³⁶, c.-à-d., la réduction des RC par l’expérience répétée avec le CS+ en l’absence des^{ETATS-UNIS 36.} Pendant l’exposition pour la douleur chronique, les patients exécutent des activités ou des mouvements craints afin de disconfirmer des croyances catastrophiques et des attentes de^{mal 34,37.} Puisque ces croyances ne concernent pas nécessairement la douleur en soi, mais plutôt la pathologie sous-jacente, les mouvements ne sont pas toujours effectués sans douleur dans la clinique³⁴. Selon la théorie de l’apprentissage inhibiteur^38,39, l’apprentissage de l’extinction n’efface pas la mémoire de peur originale (p. ex., trajectoire de mouvement-douleur); il crée plutôt une nouvelle mémoire inhibitrice d’extinction (p. ex., trajectoire de mouvement sans douleur), qui est en concurrence avec la mémoire de peur originale pour la récupération^40,41. La mémoire inhibitrice nouvelle est plus dépendante du contexte que la mémoire de peur originale⁴⁰, jugeant la mémoire de peur éteinte susceptible de réapparaissant (retour de la peur)^40,41,42. Les patients sont souvent empêchés d’effectuer même des comportements d’évitement subtils pendant le traitement de l’exposition (extinction avec prévention des réponses, EPR), afin d’établir une véritable extinction de la peur en empêchant la mauvaise attribution de la^{sécurité à l’évitement 10,43}.

Retour de l’évitement
La rechute en termes de retour de l’évitement est encore fréquente dans les populations cliniques, même après l’extinction^{de la peur 43,44,45,46}. Bien qu’il ait été constaté que de multiples mécanismes entraînent le retour de la^{peur 47}, on sait peu de choses sur celles relatives à l’évitement²². Dans ce manuscrit, nous décrivons spécifiquement le rétablissement spontané, c’est-à-dire le retour de la peur et de l’évitement dû au passage^{du temps 40,47}. Le paradigme robotique d’armement a été mis en œuvre dans un protocole de deux jours pour étudier le retour de l’évitement. Au cours de la première journée, les participants reçoivent d’abord une formation en acquisition dans le paradigme, tel que décrit^{ci-dessus 20}. Dans une phase ultérieure de l’EPR, les participants sont empêchés d’effectuer la réponse d’évitement, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent effectuer que la trajectoire associée à la douleur (T1) en voie d’extinction. Pendant le jour 2, pour tester le rétablissement spontané, toutes les trajectoires sont disponibles à nouveau, mais en l’absence de stimuli de douleur. En utilisant ce paradigme, nous avons montré que, un jour après l’extinction réussie, l’évitement est^{revenu 22}.