Cognitive aspects of nociception and pain. Bridging neurophysiology with cognitive psychology

SummaryThe event-related brain potentials (ERPs) elicited by nociceptive stimuli are largely influenced by vigilance, emotion, alertness, and attention. Studies that specifically investigated the effects of cognition on nociceptive ERPs support the idea that most of these ERP components can be regarded as the neurophysiological indexes of the processes underlying detection and orientation of attention toward the eliciting stimulus. Such detection is determined both by the salience of the stimulus that makes it pop out from the environmental context (bottom-up capture of attention) and by its relevance according to the subject's goals and motivation (top-down attentional control). The fact that nociceptive ERPs are largely influenced by information from other sensory modalities such as vision and proprioception, as well as from motor preparation, suggests that these ERPs reflect a cortical system involved in the detection of potentially meaningful stimuli for the body, with the purpose to respond adequately to potential threats. In such a theoretical framework, pain is seen as an epiphenomenon of warning processes, encoded in multimodal and multiframe representations of the body, well suited to guide defensive actions. The findings here reviewed highlight that the ERPs elicited by selective activation of nociceptors may reflect an attentional gain apt to bridge a coherent perception of salient sensory events with action selection processes.

RésuméLes potentiels évoqués cérébraux (PE) induits par des stimuli nociceptifs sont largement influencés par la vigilance, les émotions, l’attention-alerte et l’attention sélective. Les études ayant spécifiquement exploré les effets de facteurs cognitifs sur les PE nociceptifs soutiennent l’idée selon laquelle la plupart des composantes de ces PE peuvent être considérées comme les indices neurophysiologiques des processus sous-jacents de détection et d’orientation de l’attention vers le stimulus évoquant. Cette détection est déterminée par la saillance du stimulus qui le rend particulièrement émergeant par rapport au contexte environnemental (capture ascendante de l’attention) et par sa pertinence par rapport aux objectifs cognitifs et à la motivation du sujet (contrôle attentionnel descendant). Le fait que les PE nociceptifs sont largement influencés par les informations provenant d’autres modalités sensorielles comme la vision et la proprioception, ainsi que par la préparation motrice suggère que ces PE reflètent un système cortical impliqué dans la détection des stimuli potentiellement significatifs pour l’organisme dans le but de répondre adéquatement aux menaces éventuelles. Dans un tel cadre théorique, la douleur est considérée comme un épiphénomène des processus d’alerte, intégrés dans des représentations multimodales et multi-référentielles du corps dont le but est de guider la réalisation des comportements de défense. Les données présentées dans cet article soulignent que les PE obtenus en réponses à des stimulations sélectives des nocicepteurs peuvent représenter l’activité des mécanismes de contrôle du gain attentionnel permettant de coordonner de façon cohérente la perception d’événements sensoriels saillants et la sélection de la réponse.