ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

evaluated to what extent the persistent, chronic pain of the patients caused deterioration 

in task performance. Although this approach might imply enhanced ecological validity, it 

does not allow for causal reasoning. 

On the other hand, several experimental investigations failed to find experimental 

evidence for hypervigilance in patients with FMS (Peters et al., 2000; Asmundson et al., 

2005). Importantly, it has to be noted that these studies evaluated the attentional bias 

towards innocuous somatosensory (Peters et al., 2000) or threatening linguistic stimuli 

(Asmundson et al., 2005), but not towards painful sensory stimuli. Thus, based on the 

results of these studies, it can not be inferred that patients with FMS do not show an 

attentional bias towards painful sensory information.  

In summary, the existent literature remains inconclusive, albeit not unsuggestive, of 

hypervigilance  in  FMS.  It  needs  to  be  clarified  whether  hypervigilance,  central 

sensitization or both phenomena have their share in the development of a heightened 

sensitivity in patients with FMS. In this context, investigations assessing the pain‐related 

attentional bias and its neuronal correlates in FMS by means of a primary task paradigm 

with concurrent painful stimulation show particular promise (Crombez et al., 2005).    

3.4

Aims of the study 

In health, pain fulfills a vitally protective warning function. Due to this biological 

salience, painful stimuli are of utmost behavioral relevance and affect the allocation of 

attentional resources. Experimental studies have demonstrated both alerting as well as 

distracting effects of pain on attention, as pain yielded both pain‐induced increases as 

well as decreases of attentional performance. Still, it remains to be determined which 

neuronal mechanisms mediate these variable attentional effects of pain in health. 

In chronic pain states, pain does no longer fulfill a protective warning function, but 

persists without any obvious physiological purpose. It appears feasible that imbalances in 

the distracting and alerting effects of pain may contribute to the pathological pain 

origin. Amongst other influencing factors, dysfunctional attentional processes in terms of 

hypervigilance towards pain have been implicated in its pathogenesis.  

In the human brain, neuronal gamma oscillations have been observed in response 

to painful stimuli.  Varying with attention to the painful stimuli, these pain‐induced 

gamma oscillations might represent a neuronal correlate of the attentional effects of pain 

in health and disease. 

Accordingly, the present investigation is intended to characterize the attentional 

effects of pain in healthy subjects and patients with FMS. In particular, the study aims to 

verify the following four assumptions: 

1. Painful stimulation  modulates the attentional performance in healthy  subjects.   

Subjects will be asked to engage in a primary visual task with concurrent painful 

stimulation. The changes in visual reaction times following painful stimulation will 

serve as measure of pain‐related attentional modulation.   

2. Gamma oscillations represent a neuronal correlate of the attentional effects of pain.   

Specifically, it is hypothesized that visual stimulation will induce gamma oscillations in 

the  primary  visual  cortex.  Painful  stimulation  will  yield  pain‐induced  gamma 

oscillations in the primary somatosensory cortex. Moreover, painful stimulation will 

modulate gamma oscillations in the visual cortex. Functionally, these effects of pain on 

visual gamma oscillations will relate to changes in visual task performance.   

3. Patients with FMS are hypervigilant towards pain compared to healthy controls.   

The individual rating in established self‐assessment questionnaires will serve as a 

Background – Hypotheses  37

performance in a primary task paradigm as compared to healthy controls will serve as 

an objective measure of hypervigilance.   

4. Gamma  oscillations  represent  a  neuronal  correlate  of  hypervigilance  in  FMS.   

Neuronal gamma oscillations will be differentially modulated by painful stimulation in 

patients  with  FMS  and  healthy  controls.  Specifically,  changes  of  attentional 

performance in the primary task paradigm indicative of hypervigilance in FMS will be 

paralleled by corresponding changes in neuronal gamma oscillations. 

FOUR

Methods  39

4

Methods 

The present study is intended to characterize the behavioral impact and neuronal 

mechanisms of the attentional effects of pain in healthy subjects and patients with 

fibromyalgia syndrome (FMS). Therefore, we recorded EEG from healthy subjects and 

patients  with  FMS  during  an  attention‐demanding  visual  reaction  time  task  with 

concurrent painful stimulation.  

It has to be noted that the formulation of the topic evolved as a result of a 

dynamic process: Initially, the investigation aimed to assess the attentional effects of pain 

in health. However, the results of the pilot project suggested that maladaptive changes in 

the attentional effects of pain as well as aberrations in neuronal gamma oscillations might 

play  a  role  in  the  pathogenesis  of  chronic  pain  syndromes,  particularly  in  FMS. 

Accordingly, this thesis comprises the results of two subprojects, which were successively 

performed  and  differ  regarding  their  subject samples.  Whereas the first  subproject 

comprises a sample of healthy subjects, the second subproject compares the attentional 

effects of pain in patients with FMS and a healthy control group. The subprojects are 

widely  comparable regarding the study design and  analysis techniques.  In  case the 

adopted methods differ between the subprojects, it will be explicitly stated in the text. 

The design, data collection and data analysis for both subprojects covered a three‐

year period which extended from March 2008 to May 2011.