Schmerzwahrnehmung
Behind the comic
Was erforscht ihr - in einem Satz?
Wir untersuchen die psychologischen und neuronalen Mechanismen, die beeinflussen, wie stark wir Schmerz empfinden.
Was zeigt der Comic?
Unser Comic zeigt, wie eine plötzliche Ablenkung – das unerwartete Auftauchen eines Pferdes vor dem Fenster – den empfundenen Schmerz deutlich abschwächen kann, weil unsere Aufmerksamkeit auf etwas anderes gerichtet ist. Dies dient als Beispiel dafür, dass Schmerz nicht zwangsläufig immer in gleicher Weise nach einer Verletzung auftritt, sondern flexibel moduliert werden kann.
Es gibt viele Situationen, in denen das geschieht – nicht nur, wenn unsere Aufmerksamkeit auf den Schmerz gerichtet oder von ihm abgelenkt wird, sondern auch abhängig von unseren Erwartungen oder Emotionen. In solchen Situationen kann der empfundene Schmerz je nach Kontext abgeschwächt oder verstärkt werden.
Wir untersuchen, wie es möglich ist, dass derselbe Schmerzreiz zu so unterschiedlichen Erfahrungen führen kann, und welche Prozesse im Nervensystem der bemerkenswerten Fähigkeit zugrunde liegen, unsere Schmerzwahrnehmung flexibel zu verändern.
Welche wissenschaftlichen Erkenntnisse stützen eure Aussage?
Es gibt zahlreiche Belege für diese Art der flexiblen Schmerzmodulation. Mehrere Studien haben mittlerweile gezeigt, dass Ablenkung Schmerzen reduziert, und dass dieser Effekt durch das körpereigene Opioidsystem vermittelt wird.
Ein verwandtes Phänomen ist der Placebo-Effekt: Wenn Menschen glauben, eine schmerzlindernde Substanz zu erhalten, berichten sie tatsächlich von weniger Schmerz – selbst wenn die Substanz vollkommen wirkungslos ist. Interessanterweise beruht die Schmerzlinderung durch Placebo auf ähnlichen opioid-bezogenen Mechanismen im Gehirn.
Bemerkenswerterweise sind diese schmerzmodulierenden Pfade bereits vor Jahrzehnten in Tierstudien entdeckt wurden, was zeigt, dass diese Fähigkeit zur Modulation nicht nur beim Menschen vorkommt, sondern über viele Spezies hinweg geteilt wird.
Welche Missverständnisse und Grenzen gibt es?
Man sollte bei der Verallgemeinerung und Extrapolation von Forschungsergebnissen stets vorsichtig sein. Diese Forschung behauptet beispielsweise nicht, dass wir Schmerz einfach aus dem Nichts erzeugen oder ihn mühelos durch die Kraft kognitiver Prozesse vollständig auflösen können. Ebenso müssen wir anerkennen, dass die Fähigkeit, Schmerz zu kontrollieren oder zu modulieren, von Mensch zu Mensch stark variiert und die oben beschriebenen Phänomene nicht bei allen im gleichen Ausmaß auftreten. Eine weitere wichtige Einschränkung mancher Studien besteht darin, dass Studienteilnehmende das Ziel des Experiments erraten und ihr Verhalten entsprechend anpassen könnten – dies ist keineswegs spezifisch für die Schmerzforschung, kann aber einen Störfaktor darstellen.
Welche Fragen sind noch offen?
Es gibt in diesem Forschungsfeld viele Fragen, die bislang weitgehend unbeantwortet sind. Auf neurobiologischer Ebene fehlt uns beispielsweise noch ein detailliertes Verständnis der verschiedenen neuroanatomischen Bahnen, die der Schmerzmodulation beim Menschen zugrunde liegen. Ebenso ist unklar, welche pharmakologischen Signalwege an der Schmerzmodulation beteiligt sind – zum Beispiel, welche Rolle körpereigene Cannabinoide dabei spielen.
Mit Blick auf das beobachtbare Verhalten ist noch unklar, warum manche Menschen eine größere Fähigkeit zur Schmerzmodulation haben als andere, zum Beispiel indem sie stärkere Placeboeffekte zeigen. Man könnte sich auch fragen, ob es möglich wäre, die psychologische und neuronale Fähigkeit eines Menschen zur Schmerzmodulation gezielt zu steigern.
Schließlich stellt sich die Frage, wo die Grenzen der menschlichen Schmerzkontrolle liegen und wie sich diese Grenzen je nach situativen Umständen verändern.
Wie könnte das die Medizin der Zukunft beeinflussen?
Wir sind der Ansicht, dass therapeutische Ansätze bei Schmerz – insbesondere bei klinischem und chronischem Schmerz – diese körpereigene modulatorische Kraft nutzen sollten. Das beginnt beispielsweise mit einer positiven Interaktion zwischen Patient*in und Behandelnden, die auf Vertrauen aufbaut und die Erwartungen der Patientin oder des Patienten in Richtung eines erfolgreichen Behandlungsergebnisses lenkt.
Die Optimierung solcher Erwartungseffekte könnte außerdem dazu beitragen, den Einsatz schmerzlindernder Medikamente – einschließlich Opioiden, die ein Risiko für Nebenwirkungen und Abhängigkeit bergen – zu verringern.
Schließlich könnte das Verständnis der schmerzmodulierenden Prozesse im gesunden Zustand auch Hinweise darauf liefern, was bei diesen Prozessen im Krankheitszustand nicht richtig funktioniert, und dadurch mögliche Ansatzpunkte für zukünftige klinische Interventionen aufzeigen.
Welche gesellschaftlichen Fragen entstehen daraus?
Chronische Schmerzen betreffen etwa jeden fünften Erwachsenen, und diese Zahl wird aufgrund der alternden Bevölkerung voraussichtlich weiter steigen, da chronische Schmerzen mit zunehmendem Alter häufiger auftreten.
Das Verständnis der neurobiologischen und neuropharmakologischen Mechanismen, die Schmerz zugrunde liegen, könnte daher neue Behandlungsansätze ermöglichen. Dies ist eindeutig relevant im Hinblick auf die Verringerung von Leid, aber auch aus sozioökonomischer Perspektive, angesichts der Belastung, die chronische Schmerzen für das Gesundheitssystem und die gesellschaftliche Produktivität darstellen.
Zu den alltäglichen ethischen Herausforderungen dieser Art von Forschung gehört es, gesunden Studienteilnehmenden schmerzhafte Reize zu verabreichen und sicherzustellen, dass der Schmerz auf kontrollierte Weise ausgelöst wird, ohne dass dabei jemals tatsächlicher Schaden entsteht. Die Tatsache, dass Schmerz höchst subjektiv ist und durch Aufmerksamkeit, Erwartung und Emotionen beeinflusst werden kann, hat auch klinische Bedeutung: Ärzt*innen sollten den Schmerz einer Patientin oder eines Patienten nicht einfach abtun, nur weil dessen Intensität im Vergleich zu einer sichtbaren Verletzung oder Diagnose unverhältnismäßig erscheint.
Wie erforscht Ihr dieses Thema?
In unseren Experimenten erzeugen wir Schmerz meist mittels kalter oder heißer Reize auf der Haut unserer Versuchspersonen. Dazu erfassen wir in der Regel mehrere Messgrößen gleichzeitig, sodass wir die Wahrnehmung der Versuchspersonen mit den gleichzeitig ablaufenden Prozessen in ihrem Nervensystem in Verbindung bringen können. Zum einen interessieren uns die Verhaltensreaktionen unserer Teilnehmenden: So müssen sie beispielsweise Fragen beantworten wie „Wie schmerzhaft war dieser Reiz?" oder „Welche Erwartung haben Sie bezüglich des kommenden Schmerzreizes?". Gleichzeitig erfassen wir je nach Art des Experiments auf drei verschiedene Weisen Reaktionen des Nervensystems. Erstens erfassen wir schmerzbezogene Reaktionen des autonomen Nervensystems, etwa wie stark sich die Pupille weitet oder wie stark eine Person schwitzt. Zweitens erfassen wir die elektrischen Signale von Neuronen im Gehirn und Rückenmark, zum Beispiel mittels Elektroenzephalographie (EEG). Und drittens versuchen wir, Reaktionen im Gehirn und Rückenmark mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) räumlich zu lokalisieren.
Where it's set
Über das Projekt
science streets ist ein Wissenschaftskommunikationsprojekt, das Wissenschaft in den Alltag bringt, indem es Leipzigs öffentliche Räume zu Lernorten macht. Für vier Wochen im August 2026 werden Science-Comics auf Werbeflächen (Litfaßsäulen, City-Light-Postern, Infoscreens, im öffentlichen Nahverkehr usw.) gezeigt. Mit unserem diesjährigen Thema Neurowissenschaften sind wir Teil des Wissenschaftsjahr 2026 – Medizin der Zukunft. Elf Wissenschaftler*innen und elf Illustrator*innen werden ausgewählt, um gemeinsam Comics rund ums Gehirn zu gestalten; die Wissenschaftler*innen liefern die Inhalte, die Illustrator*innen setzen diese künstlerisch um. Beim "Art & Science Open Air", im Rahmen dessen unsere von der Daimler und Benz Stiftung geförderte Abschlussveranstaltung stattfindet, könnt ihr noch tiefer in die Themen eintauchen.
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