Investigando o comportamento de prevenção relacionado à dor usando um paradigma robótico de alcance de braço

Evitar é uma resposta adaptativa à ameaça corporal de sinalização de dor. No entanto, quando a dor se torna crônica, dor e evasão relacionada à dor perdem seu propósito adaptativo. Em consonância com isso, o modelo de prevenção do medo da dor crônica^{1,2,3,4,5,6,7,8} afirma que interpretações errôneas da dor como catastróficas, desencadeiam aumentos no medo da dor, que motivam o comportamento de evasão. A evasão excessiva pode levar ao desenvolvimento e manutenção da incapacidade crônica de dor, devido ao desuso físico e diminuição do engajamento nas atividades diárias e aspirações^1,2,3,4,5,9. Além disso, dado que a ausência de dor pode ser atribuída erroneamente à evasão e não à recuperação, um ciclo autossustentável de medo e evasão relacionados à dor pode ser estabelecido¹⁰.

Apesar do recente interesse em evitar a literatura da ansiedade^11,12, a pesquisa sobre a prevenção no domínio da dor ainda está em sua infância. Pesquisas anteriores de ansiedade, guiadas pela influente teoria de dois fatores^13,geralmente assumiram o medo de conduzir a evasão. Correspondentemente, os paradigmas tradicionais de evasão¹² envolvem duas fases experimentais, cada uma correspondendo a um fator: o primeiro a estabelecer o medo (condicionante pavloviano¹⁴⁾ e o segundo para examinar a evasão (fase Instrumental^15). Durante o condicionamento pré-clínico, um estímulo neutro (estímulo condicionado, CS+; por exemplo, um círculo) é emparelhado com um estímulo intrinsecamente aversivo (estímulo incondicionado, EUA; por exemplo, um choque elétrico), que naturalmente produz respostas nãocondicionadas (URs, por exemplo, medo). Um segundo estímulo de controle nunca é emparelhado com os EUA (CS-; por exemplo, um triângulo). Após os pares dos CSs com os EUA, o CS+ provocará medo em si mesmo (respostas condicionadas, CRs) na ausência dos EUA. O CS- vem para sinalizar segurança e não acionará as CRs. Posteriormente, durante o condicionamento instrumental, os participantes descobrem que suas próprias ações (respostas, R; por exemplo, apertar botões) levam a certas consequências (resultados; O, por exemplo, a omissão de choque)^15,16. Se a resposta impedir um resultado negativo, a chance dessa resposta recorrente aumenta; isso é referido como reforço negativo¹⁵. Assim, na fase pavloviana dos paradigmas tradicionais de evasão, os participantes primeiro aprendem a associação CS-EUA. Posteriormente, na fase instrumental, uma resposta de evasão instruída por experimentadores (R) é introduzida, cancelando os EUA se realizada durante a apresentação de CS, estabelecendo uma associação R-O. Assim, o CS torna-se um estímulo discriminatório (S^D),indicando o momento adequado para, e motivando o desempenho do^{condicionado R 15}. Além de alguns experimentos que mostram condicionamento instrumental de relatos de dor¹⁷ e expressões faciais relacionadas à dor¹⁸, as investigações sobre os mecanismos de aprendizagem instrumental da dor, em geral, são limitadas.

Embora o paradigma de evasão padrão, descrito acima, tenha elucidado muitos dos processos subjacentes à evasão, ele também tem várias limitações^5,19. Em primeiro lugar, não permite examinar o aprendizado, ou aquisição, da própria evasão, porque o experimentador instrui a resposta de evasão. Ter os participantes escolhendo livremente entre múltiplas trajetórias e, portanto, aprender quais respostas são dolorosas/seguras e quais trajetórias evitar/não evitar, modela com mais precisão a vida real, onde a evasão emerge como uma resposta natural à dor⁹. Em segundo lugar, nos paradigmas tradicionais de evasão, a resposta de evasão de botão-pressão vem sem nenhum custo. No entanto, na vida real, a evasão pode se tornar extremamente cara para o indivíduo. De fato, a evasão de alto custo interrompe especialmente o funcionamento diário⁵. Por exemplo, evitar a dor crônica pode limitar severamente a vida social e profissional das pessoas⁹. Em terceiro lugar, respostas dicotóticas como pressionar/não pressionar um botão também não representam muito bem a vida real, onde ocorrem diferentes graus de evasão. Nas seções a seguir, descrevemos como o paradigma robótico de alcance do braço²⁰ aborda essas limitações, e como o paradigma básico pode ser estendido a múltiplas novas questões de pesquisa.

Aquisição de evasão
No paradigma, os participantes usam um braço robótico para realizar movimentos de alcance de braço de um ponto de partida para um alvo. Os movimentos são empregados como a resposta instrumental porque se assemelham a estímulos específicos para a dor e evocam o medo. Uma bola praticamente representa os movimentos dos participantes na tela (Figura 1),permitindo que os participantes sigam seus próprios movimentos em tempo real. Durante cada teste, os participantes escolhem livremente entre três trajetórias de movimento, representadas na tela por três arcos (T1-T3), diferindo um do outro em termos de quão esforçados eles são, e na probabilidade de serem emparelhados com um estímulo eletrocutâneo doloroso (ou seja, estímulo à dor). O esforço é manipulado como desvio da menor trajetória possível e maior resistência do braço robótico. Especificamente, o robô é programado de tal forma que a resistência aumenta linearmente com o desvio, o que significa que quanto mais os participantes se desviam, mais força eles precisam exercer sobre o robô. Além disso, a administração da dor é programada de modo que a trajetória mais curta e fácil (T1) é sempre emparelhada com o estímulo da dor (100% dor/nenhum desvio ou resistência). Uma trajetória intermediária (T2) é emparelhada com 50% de chance de receber o estímulo da dor, mas é necessário mais esforço (desvio moderado e resistência). A trajetória mais longa e esforçada (T3) nunca é emparelhada com o estímulo da dor, mas requer o maior esforço para atingir a meta (0% de dor/maior desvio, resistência mais forte). O comportamento de evasão é operacionalizado como o desvio máximo da trajetória mais curta (T1) por ensaio, que é uma medida mais contínua de evasão, do que, por exemplo, pressionar ou não pressionar um botão. Além disso, a resposta de evasão vem ao custo de um esforço maior. Além disso, dado que os participantes escolhem livremente entre as trajetórias do movimento e não são explicitamente informados sobre as contingências experimentais de R-O (trajetória-dor do movimento), o comportamento de evasão é adquirido instrumentalmente. O medo autorretratado on-line de dor relacionada ao movimento e a expectativa de dor foram coletados como medidas de medo condicionado em relação às diferentes trajetórias de movimento. A expectativa de dor também é um índice de conscientização de contingência e avaliação de ameaças²¹. Essa combinação de variáveis permite examinar a interação entre medo, avaliações de ameaças e comportamento de evasão. Utilizando esse paradigma, temos demonstrado consistentemente a aquisição experimental de evasão^20,22,23,24.

Generalização da evasão
Ampliamos o paradigma para investigar a generalização da evasão²³— um possível mecanismo que leva à evasão excessiva. A generalização do medo pavloviano refere-se à disseminação do medo a estímulos ou situações (estímulos de generalização, GSs) assemelhando-se ao CS+original, com o medo diminuindo com a diminuição da semelhança com o CS+ (gradiente de generalização)^25,26,27,28. A generalização do medo minimiza a necessidade de aprender relações entre estímulos novamente, permitindo a rápida detecção de novas ameaças em ambientes em constante mudança^25,26,27,28. No entanto, a generalização excessiva leva ao medo de estímulos seguros (GSs semelhantes ao CS-), causando assim sofrimento desnecessário^28,29. Em consonância com isso, estudos que utilizam a generalização do medo pavloviano mostram consistentemente que os pacientes com dor crônica generalizam excessivamente o medo relacionado à dor^{30,31,32,33,34}, enquanto controles saudáveis mostram generalização do medo seletivo. No entanto, quando o medo excessivo causa desconforto, a evasão excessiva pode culminar na incapacidade funcional, devido à prevenção de movimentos e atividades seguras, e aumento da atividade diária^1,2,3,4,9. Apesar de seu papel fundamental na incapacidade crônica de dor, a pesquisa sobre a generalização da evasão é escassa. No paradigma adaptado para estudar a generalização da evasão, os participantes primeiro adquirem evasão, seguindo o procedimento descrito acima de²⁰. Em uma fase de generalização subsequente, três novas trajetórias de movimento são introduzidas na ausência do estímulo da dor. Essas trajetórias de generalização (G1-G3) estão no mesmo contínuo das trajetórias de aquisição, assemelhando-se a cada uma dessas trajetórias, respectivamente. Especificamente, a trajetória de generalização G1 está situada entre T1 e T2, G2 entre T2 e T3, e G3 à direita de T3. Dessa forma, a generalização da evasão a novas trajetórias seguras pode ser examinada. Em um estudo anterior, mostramos generalização dos auto-relatos, mas não de evasão, sugerindo diferentes processos subjacentes para a generalização do medo e da evasão²³.

Extinção da evasão com prevenção de respostas
O método primário de tratamento do alto medo do movimento na dor musculoesqueleta crônica é a terapia de exposição³⁵— a contrapartida clínica à extinção pavloviana³⁶, ou seja, a redução das RCs através da experiência repetida com o CS+ na ausência dos EUA³⁶. Durante a exposição à dor crônica, os pacientes realizam atividades ou movimentos temidos a fim de desconfirmar crenças catastróficas e expectativas de danos^34,37. Uma vez que essas crenças não necessariamente dizem respeito à dor em si, mas sim à patologia subjacente, nem sempre os movimentos são realizados sem dor na clínica³⁴. De acordo com a teoria da aprendizagem inibitória^38,39, a aprendizagem de extinção não apaga a memória do medo original (por exemplo, trajetória-dor do movimento); em vez disso, cria uma nova memória de extinção inibitória (por exemplo, trajetória de movimento – sem dor), que compete com a memória de medo original para^{recuperação 40,41}. A memória inibitória nova é mais dependente do contexto do que a memória de medo original⁴⁰, considerando a memória de medo extinta suscetível ao ressurgimento (retorno do medo)^40,41,42. Os pacientes são frequentemente impedidos de realizar comportamentos de evasão ainda sutis durante o tratamento de exposição (extinção com prevenção de resposta, RPE), para estabelecer a extinção genuína do medo, impedindo a atribuição indevida de segurança para evitar^10,43.

Retorno da evasão
A recaída em termos de retorno da evasão ainda é comum em populações clínicas, mesmo após a extinção do medo^43,44,45,46. Embora múltiplos mecanismos tenham sido encontrados para resultar no retorno do medo⁴⁷, pouco se sabe sobre aqueles relacionados à evasão²². Neste manuscrito, descrevemos especificamente a recuperação espontânea, ou seja, o retorno do medo e da evasão devido à passagem do tempo^40,47. O paradigma robótico de alcance de braço foi implementado em um protocolo de 2 dias para investigar o retorno da evasão. Durante o primeiro dia, os participantes recebem pela primeira vez treinamento de aquisição no paradigma, conforme descrito acima de²⁰. Em uma fase RPE subsequente, os participantes são impedidos de realizar a resposta de evasão, ou seja, eles só podem realizar a trajetória associada à dor (T1) em extinção. Durante o dia 2, para testar a recuperação espontânea, todas as trajetórias estão disponíveis novamente, mas na ausência de estímulos de dor. Usando esse paradigma, mostramos que, um dia após a extinção bem sucedida, a evasão retornou²².