Manipulating the Perceived Shape and Color of a Virtual Limb Can Modulate Pain Responses
Matamala-Gomez M, Nierula B, Donegan T, Slater M, Sanchez-Vives MV. Manipulating the Perceived Shape and Color of a Virtual Limb Can Modulate Pain Responses. J Clin Med. 2020 Jan 21;9(2):291. doi: 10.3390/jcm9020291. PMID: 31973014; PMCID: PMC7074286.
Changes in body representation may affect pain perception. The effect of a distorted body image, such as the telescoping effect in amputee patients, on pain perception, is unclear. This study aimed to investigate whether distorting an embodied virtual arm in virtual reality (simulating the telescoping effect in amputees) modulated pain perception and anticipatory responses to pain in healthy participants. Twenty-seven right-handed participants were immersed in virtual reality and the virtual arm was shown with three different levels of distortion with a virtual threatening stimulus either approaching or contacting the virtual hand. We evaluated pain/discomfort ratings, ownership, and skin conductance responses (SCRs) after each condition. Viewing a distorted virtual arm enhances the SCR to a threatening event with respect to viewing a normal control arm, but when viewing a reddened-distorted virtual arm, SCR was comparatively reduced in response to the threat. There was a positive relationship between the level of ownership over the distorted and reddened-distorted virtual arms with the level of pain/discomfort, but not in the normal control arm. Contact with the threatening stimulus significantly enhances SCR and pain/discomfort, while reduced SCR and pain/discomfort were seen in the simulated-contact condition. These results provide further evidence of a bi-directional link between body image and pain perception.
身体表現の変化は痛みの知覚に影響を与える可能性がある。切断患者における伸縮効果のような歪んだ身体像が痛み知覚に及ぼす影響については不明である。本研究では、バーチャルリアリティ内で具現化した仮想腕を歪ませること（切断患者におけるテレスコープ効果のシミュレーション）が、健康な参加者の痛み知覚と痛みに対する予測反応を変調させるかどうかを検討することを目的とした。27名の右利きの参加者がバーチャルリアリティに没入し、バーチャルアームが3段階の歪みをもって表示され、仮想脅威刺激がバーチャルハンドに接近または接触するようにした。各条件後の痛み／不快感の評価、所有感、皮膚コンダクタンス反応（SCR）を評価した。歪んだ仮想腕を見ると、正常な対照腕を見た場合と比較して、脅威事象に対するSCRが増強されたが、赤く歪んだ仮想腕を見ると、脅威に対するSCRが比較的減少した。歪んだ仮想腕と赤く歪んだ仮想腕に対する所有欲と痛み・不快感のレベルには正の関係があったが、正常な対照腕では見られなかった。脅威刺激との接触はSCRと痛み・不快感を有意に増強し、擬似接触条件ではSCRと痛み・不快感の減少がみられた。これらの結果は、ボディーイメージと痛み知覚の双方向の関連性を示す更なる証拠となる。