Durch Nutzung der funktionell bildgebenden Verfahren PET und MRT wurden beim Menschen in vivo die zerebralen Hauptwirkorte und Wirkmechanismen identifiziert, die primär und sekundär durch die Gabe von differierenden Dosen eines Opioids (Remifentanil) und eines NMDA-Rezeptorantagonisten (S-(+)-Ketamin) moduliert werden. Die identifizierten, der sog. "Schmerzmatrix" zuzurechnenden Hirnstrukturen sind an der Modulation von Schmerz und der Verarbeitung von Emotionen und Aufmerksamkeit beteiligt. Mit Aktivierungsstudien (experimenteller Hitzeschmerz) wurden Mechanismen der opioidvermittelten Analgesie untersucht und nachgewiesen, dass dem perigenualen Anteil des anterioren cingulären Cortex (ACC) eine wichtige Rolle im Rahmen von Schmerz und Opioidanalgesie zukommt. Diese Ergebnisse belegen, dass zusammen mit dem periaquäduktalen Grau der ACC entscheidend an einer opioidergen Schmerzinhibition beteiligt ist und eine exogene Opioidanalgesie vorhandene endogene opioiderge deszendierende Hemmsysteme nutzt. NMDA-Rezeptor vermittelte analgetische Effekte zeigten eine dosisabhängige Reduktion der affektiven Komponente des Schmerzerlebens, eine verminderte Aktivität im ACC sowie Hinweise auf eine Beeinflussung der Fortleitung sensorischer Signale zu somato-sensorischen Assziationsarealen, was die bedeutende Rolle des ACC bei der Vermittlung affektiv-motivationaler Teilaspekte des Schmerzes belegt.
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