Autonomic arousal and experimentally induced pain: a critical review of the literature

Pain Res Manag. 2014 May-Jun;19(3):159-67. doi: 10.1155/2014/536859. Epub 2014 Feb 14.

Abstract

Background: Autonomic arousal frequently is assumed to be a component of the pain response, perhaps because physiological mechanisms connecting pain and autonomic reactivity can be easily conceptualized. The evidence clarifying autonomic responses specific to painful stimulation, however, has been rather sporadic and lacks coherence; thus, a summary and critical review is needed in this area.

Objectives: To summarize and integrate findings from 39 experimental investigations from 1970 to 2012 of pain-induced autonomic arousal in humans.

Methods: Medline and PsycINFO databases were searched for relevant articles. References from these articles were also considered for review.

Results: Painful stimuli increase respiration rate, induce muscle tension, intensify electrodermal activity and dilate the pupils. Cardiovascular activity also increases, but the pattern displayed in response to pain is complex; peripheral vasoconstriction and sympathetically mediated cardiac responses are most typical. Additionally, autonomic expression of pain shows inconsistent relations with verbal and overt motor responses.

Conclusions: Autonomic arousal can be legitimately measured and modified as one facet of the pain response. Future research should particularly focus on increasing sample size and broadening the diversity of participants. To improve the ability to compare and contrast findings across studies, as well as to increase the applicability of laboratory findings to naturalistic pain, investigators also must enhance experimental design by increasing uniformity or accounting for differences in methodology. Finally, further work remains to utilize more specific assessments of autonomic response and to assess relationships of autonomic reactivity with other cognitive (e.g., attention) and affective (e.g., anxiety) variables.

HISTORIQUE :: On présume souvent que l’éveil autonome est un élément de la réponse à la douleur, peut-être parce que des mécanismes physiologiques qui relient la douleur et la réactivité autonome peuvent être plutôt complexes. Les données probantes permettant de clarifier les réponses autonomes propres à la stimulation douloureuse sont toutefois plutôt sporadiques et manquent de cohérence. C’est pourquoi un résumé et une analyse critique s’imposent dans ce domaine.

OBJECTIFS :: Résumer et intégrer les résultats de 39 recherches expérimentales menées entre 1970 et 2012 sur l’éveil autonome induit par la douleur chez les humains.

MÉTHODOLOGIE :: Les chercheurs ont dépouillé les bases de données Medline et PsycINFO pour trouver des articles pertinents. Ils ont également examiné les références de ces articles en vue de l’analyse.

RÉSULTATS :: Les stimuli douloureux accroissent le rythme respiratoire, induisent une tension musculaire, intensifient l’activité électrodermique et dilatent les pupilles. L’activité cardiovasculaire augmente également, mais le schéma présenté en réponse à la douleur est complexe. La vasoconstriction périphérique et les réponses cardiaques à médiation sympathique sont très classiques. De plus, les relations entre l’expression autonome de la douleur et les réponses verbales et motrices évidentes sont inégales.

CONCLUSIONS :: L’éveil autonome peut être mesuré et modifié de manière légitime comme une facette de la réponse à la douleur. Les prochaines recherches devraient s’attacher tout particulièrement à accroître la taille de l’échantillon et à élargir la diversité des participants. Pour mieux comparer et contraster les résultats entre les études et pour accroître l’applicabilité des résultats de laboratoire à la douleur naturelle, les chercheurs doivent également améliorer leur méthodologie expérimentale en favorisant l’uniformité ou en tenant compte des différences de méthodologie. Enfin, d’autres travaux devront faire appel à des évaluations plus précises de la réponse autonome et évaluer les relations à la réactivité autonome avec d’autres variables cognitives (p. ex., attention) et affectives (p. ex., anxiété).

Publication types

  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Anxiety / physiopathology*
  • Anxiety / psychology
  • Arousal / physiology*
  • Attention / physiology*
  • Autonomic Nervous System / physiopathology*
  • Humans
  • Pain / etiology*
  • Pain / psychology
  • Research Design