Neuroimaging of Central Sensitivity Syndromes: Key Insights from the Scientific Literature

Abstract

Central sensitivity syndromes are characterized by distressing symptoms, such as pain and fatigue, in the absence of clinically obvious pathology. The scientific underpinnings of these disorders are not currently known. Modern neuroimaging techniques promise new insights into mechanisms mediating these postulated syndromes. We review the results of neuroimaging applied to five central sensitivity syndromes: fibromyalgia, chronic fatigue syndrome, irritable bowel syndrome, temporomandibular joint disorder, and vulvodynia syndrome. Neuroimaging studies of basal metabolism, anatomic constitution, molecular constituents, evoked neural activity, and treatment effect are compared across all of these syndromes. Evoked sensory paradigms reveal sensory augmentation to both painful and non-painful stimulation. This is a transformative observation for these syndromes, which were historically considered to be completely of hysterical or feigned in origin. However, whether sensory augmentation represents the cause of these syndromes, a predisposing factor, an endophenotype, or an epiphenomenon cannot be discerned from the current literature. Further, the result from cross-sectional neuroimaging studies of basal activity, anatomy, and molecular constituency are extremely heterogeneous within and between the syndromes. A defining neuroimaging “signature” cannot be discerned for any of the particular syndromes or for an over-arching central sensitization mechanism common to all of the syndromes. Several issues confound initial attempts to meaningfully measure treatment effects in these syndromes. At this time, the existence of “central sensitivity syndromes” is based more soundly on clinical and epidemiological evidence. A coherent picture of a “central sensitization” mechanism that bridges across all of these syndromes does not emerge from the existing scientific evidence.

Neuroimagen de la fibromialgia: una enfermedad del cerebro

“…Ambos clínicos identificaron las regiones corporales con mayor sensibilidad al dolor, denominados "puntos sensibles", estableciéndose como la sintomatología característica de la FM junto con una alteración del patrón de sueño y otras manifestaciones clínicas psicopatológicas y no psicopatológicas comórbidas (18)(19)(20). En la actualidad, se define como un síndrome de dolor músculo-esquelético generalizado no articular, de al menos 3 meses de duración, y multisintomático con un elevado índice de comorbilidad (18)(19)(20)(21) en el que se objetiva una persistente fatiga, sueño no reparador, quejas cognitivas y otros síntomas asociados no necesarios para su diagnóstico (11,17,19,20,22,23), entre los que se constatan alteraciones emocionales implicadas en su evolución y/o mantenimiento (20,24).…”

“…Ello puede ser debido a que su etiopatogenia no está plenamente esclarecida (11,(18)(19)(20)33) y a la carencia o uso de una prueba médica complementaria que objetive el dolor y la efectividad terapéutica (6,11,34).…”

“…Si bien todavía se asume que es un síndrome con gran controversia diagnóstica y de etiología multifactorial y/o idiopática (6,11,19,35), la investigación de las tres últimas décadas (14,36) permiten asumir una disfunción del Sistema Nervioso Central (SNC) (3,11,14,15,20,36), siendo catalogada como un síndrome de Sensibilización Central (SC) (37), junto con una sensibilización o neuropatología periférica aún no bien definida (15,20,33,36).…”

“…Los probables mecanismos que contribuyen al fenómeno de sensibilización del SNC son variados, considerándose el fenómeno de sumación temporal (wind up), la hiperactivación funcional de la matriz neural del dolor, la probable alteración del sistema inhibitorio endógeno descendente y una alteración del procesamiento sensorial (3,5,6,11,12,15,21,33). Dichos fenómenos se han ido progresivamente identificando con múltiples estudios de neuroimagen funcional y estructural, invasivos y no invasivos, que han llevado a un mayor conocimiento y entendimiento del procesamiento cerebral de la experiencia dolorosa (36,39).…”

“…Las principales áreas cerebrales que la configuran son el tálamo (TAL) y estriado bilateralmente, el cerebelo, la sustancia gris periacueductal (SGP), la corteza sensorial primaria y secundaria (SI y SII) bilateralmente, la ínsula (INS) bilateralmente, la corteza cingulada anterior (CCA) y la corteza prefrontal (CPF) bilateral lateral y medialmente (2,(4)(5)(6)(7)(8)11,12).…”