Brain imaging of chronic pain

Acute pain has substantial survival value because of its protective function in the everyday environment. Instead, chronic pain lacks survival and adaptive function, causes great amount of individual suffering, and consumes the resources of the society due to the treatment costs and loss of production. The treatment of chronic pain has remained challenging because of inadequate understanding of mechanisms working at different levels of the nervous system in the development, modulation, and maintenance of chronic pain. Especially in unclear chronic pain conditions the treatment may be suboptimal because it can not be targeted to the underlying mechanisms. Noninvasive neuroimaging techniques have greatly contributed to our understanding of brain activity associated with pain in healthy individuals. Many previous studies, focusing on brain activations to acute experimental pain in healthy individuals, have consistently demonstrated a widely-distributed network of brain regions that participate in the processing of acute pain. The aim of the present thesis was to employ non-invasive brain imaging to better understand the brain mechanisms in patients suffering from chronic pain. In Study I, we used magnetoencephalography (MEG) to measure cortical responses to painful laser stimulation in healthy individuals for optimization of the stimulus parameters for patient studies. In Studies II and III, we monitored with MEG the cortical processing of touch and acute pain in patients with complex regional pain syndrome (CRPS). We found persisting plastic changes in the hand representation area of the primary somatosensory (SI) cortex, suggesting that chronic pain causes cortical reorganization. Responses in the posterior parietal cortex to both tactile and painful laser stimulation were attenuated, which could be associated with neglect-like symptoms of the patients. The primary motor cortex reactivity to acute pain was reduced in patients who had stronger spontaneous pain and weaker grip strength in the painful hand. The tight coupling between spontaneous pain and motor dysfunction supports the idea that motor rehabilitation is important in CRPS. In Studies IV and V we used MEG and functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate the central processing of touch and acute pain in patients who suffered from recurrent herpes simplex virus infections and from chronic widespread pain in one side of the body. With MEG, we found plastic changes in the SI cortex, suggesting that many different types of chronic pain may be associated with similar cortical reorganization. With fMRI, we found functional and morphological changes in the central pain circuitry, as an indication of central contribution for the pain. These results show that chronic pain is associated with morphological and functional changes in the brain, and that such changes can be measured with functional imaging.

The connection between on-farm assessed welfare (A-index) and production parameters of the sows

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää tilalla määritetyn hyvinvoinnin yhteyttä emakoiden tuotantotuloksiin. Hyvinvointia arvioitiin suomalaisen hyvinvointi-indeksin, A-indeksi, avulla. Tuotantotuloksina käytettiin kahta erilaista tuotosaineistoa, jotka molemmat pohjautuivat kansalliseen tuotosseuranta aineistoon. Hyvinvointimääritykset tehtiin 30 porsastuotantosikalassa maaliskuun 2007 aikana. A-indeksi koostuu kuudesta kategoriasta ’liikkumismahdollisuudet’, ’alustan ominaisuudet’, ’sosiaaliset kontaktit’, ’valo, ilma ja melu’, ’ruokinta ja veden saanti’ sekä ’eläinten terveys ja hoidon taso’. Jokaisessa kategoriassa on 3-10 pääosin ympäristöperäistä muuttujaa, jotka vaihtelevat osastoittain. Maksimipistemäärä osastolle on 100. Hyvinvointimittaukset tehtiin porsitus-, tiineytys- ja joutilasosastoilla. Erillisten tiineytysosastojen pienen lukumäärän takia (n=7) tilakohtaiset tiineytys- ja joutilasosastopisteet yhdistettiin ja keskiarvoja käytettiin analyyseissä. Yhteyksiä tuotokseen tutkittiin kahden eri aineiston avulla 1) Tilaraportti aineisto (n=29) muodostuu muokkaamattomista tila- ja tuotostuloksista tilavierailua edeltävän vuoden ajalta, 2) POTSIaineisto (n=30) muodostuu POTSI-ohjelmalla (MTT) muokatusta tuotantoaineistosta, joka sisältää managementtiryhmän (tila, vuosi, vuodenaika) vaikutuksen ensikoiden ja emakoiden pahnuekohtaiseen tuotokseen. Yhteyksiä analysointiin korrelaatio- ja regressioanalyysien avulla. Vaikka osallistuminen tutkimukseen oli vapaaehtoista, molempien tuotantoaineistojen perusteella tutkimustilat edustavat keskituottoista suomalaista sikatilaa. A-indeksin kokonaispisteet vaihtelivat välillä 37,5–64,0 porsitusosastolla ja 39,5–83,5 joutilasosastolla. Tilaraporttiaineistoa käytettäessä paremmat pisteet porsitusosaston ’eläinten terveys ja hoidon taso’ -kategoriasta lyhensivät eläinten lisääntymissykliä, lisäsivät syntyvien pahnueiden ja porsaiden määrää sekä alensivat kuolleena syntyneiden lukumäärää. Regressiomallin mukaan ’eläinten terveys ja hoidon taso’ -kategoria selitti syntyvien porsaiden lukumäärän, porsimisvälin pituuden sekä keskiporsimiskerran vaihtelua. Paremmat pisteet joutilasosaston ’liikkumismahdollisuudet’ kategoriasta alensivat syntyneiden pahnueiden sekä syntyneiden että vieroitettujen porsaiden lukumäärää. Regressiomallin mukaan ensikkopahnueiden osuus ja ”liikkumismahdollisuudet” kategorian pisteet selittivät vieroitettujen porsaiden lukumäärän vaihtelua. POTSI-aineiston yhteydessä kuolleena syntyneiden porsaiden lukumäärän aleneminen oli ensikoilla yhteydessä parempiin porsitusosaston ’sosiaalisiin kontakteihin’ ja emakoilla puolestaan joutilasosaston parempiin ’eläinten terveys ja hoidon taso’ pisteisiin. Kahden eri tuotantoaineiston avulla saadut tulokset erosivat toisistaan. Seuraavissa tutkimuksissa onkin suositeltavampaa käyttää Tilaraporttiaineistoja, joissa tuotokset ilmoitetaan vuosikohtaisina. Tämän tutkimuksen perusteella hyvinvoinnilla ja tuotoksella on yhteyksiä, joilla on myös merkittävää taloudellista vaikutusta. Erityisesti hyvä eläinten hoito ja eläinten terveys lisäävät tuotettujen porsaiden määrää ja lyhentävät lisääntymiskiertoa. Erityishuomiota tulee kiinnittää vapaana olevien joutilaiden emakoiden sosiaaliseen stressiin ja rehunsaannin varmistamiseen kaikille yksilöille.