Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

The sensation of pain is an important evolutionary adaptation, vital for the survival of an organism. Not only does it enable identification and subsequent avoidance of potentially harmful threats, it also allows for special tending of the affected and possibly injured area. However, the suppression of pain may also constitute an essential evolutionary adaptation, especially in prey animals, which tend not to show such vulnerability for as long as they can possible disguise it. In pigs, pain may thus be difficult to identify due to the stoic nature of this species. However, alleviation of pain requires it to be acknowledged. Numerous methods have been evaluated as possible means of pain assessment in pigs, but the development of a precise and reliable, objective and efficient pain assessment tool is however yet to await.
In humans, facial behavioural changes associated with pain is considered to be a reliable and consistent method for pain evaluation, and a good alternative when patients cannot convey their pain through spoken words. The concept of pain face has recently been further studied in e.g. non-human primates, horses, rodents and rabbits, and the method seems to be valuable also in these individuals unable to verbally communicate. However, to our knowledge, a pain face has not yet been developed in pigs.

Through video recordings of six pigs, following the application of topical Capsaicin crème inducing a transient burning pain sensation, facial expressions of pain were evaluated in accordance with a previously developed protocol for pain face in horses. The pigs served as their own control, and were filmed without any noxious stimulus, prior to noxious challenge. Topical Capsaicin was thereafter applied, during separate trials, to an area on the left respectively the right shoulder. All trials were performed twice, with and without an observer in the room. The films were evaluated by two external assessors, and a drawing of a porcine pain face was produced based on these findings. Subsequently, a blinded evaluation was performed based on a number of still images from each film, to assess the presence or absence of these pain face features. Furthermore, an ethogram was constructed regarding certain gross pain behaviours observed.

The evaluation of various gross pain behaviours revealed no significant behavioural changes as a consequence of topical administration of the Capsaicin, and gross behaviours indicative of discomfort or pain were infrequently and only occasionally observed. The facial expressions of the porcine pain face seem to comprise an angled appearance of the eyes (P = 0.004), lowered ears held back or in an asymmetrical manner, wrinkling of the snout and possibly also tension of certain muscles around the mouth and cheeks. Furthermore, ears held in an upright position, turned forward in an attentive manner, were less frequent during pain induction (P = 0.02) than during the control trials.

The facial expressional changes observed in the pigs during noxious challenge may have been rather subtle. Moreover, various concentrations of Capsaicin need to be evaluated in relation to the age and weight of the pigs under investigation. The findings of this study does however indicate that also in pigs, a pain face can be identified – and that it may constitute a possible future method for the assessment of porcine pain.

Förmågan att kunna känna och uppleva smärta utgör en livsviktig evolutionär anpassning. Smärta gör oss uppmärksamma på tänkbara faror, samtidigt som förnimmelsen leder till omvårdnad av en eventuellt skadad kroppsdel. Att kunna dölja tecken på smärta utgör dock likaså en livsnödvändig evolutionär anpassning framför allt hos bytesdjur, som normalt maskerar alla tecken på sådan sårbarhet in i det längsta. Smärtbedömning hos gris är således oftast mycket svårt, med tanke på artens stoiska karaktär. Ett flertal metoder för att kunna identifiera och bedöma smärta hos gris har studerats, men utvecklingen av en tillförlitlig, objektiv och effektiv metod för smärtbedömning hos gris återstår dock fortfarande.

Specifika smärtrelaterade förändringar i ansiktsuttryck anses vara en tillförlitlig metod för smärtbedömning inom humanmedicin, till exempel då patientens förmåga att genom ord uttrycka smärta är begränsad. Smärtrelaterade ansiktsuttryck, även kallat pain-face, har likaså studerats inom veterinärmedicin, till exempel hos andra primater, häst, gnagare och kanin. Också hos dessa individer, oförmögna att kommunicera verbalt, förefaller smärtrelaterade förändringar i ansiktsuttryck att vara en tillförlitlig och användbar metod för bedömning av smärta. Ett pain face har dock ännu inte, såvitt vi vet, utvecklats hos gris.

Efter topikal applicering av Capsaicinsalva, vilken inducerar en övergående brännande smärtförnimmelse, filmades sex stycken grisar vars ansiktsuttryck analyserades med avseende på smärtrelaterade förändringar. Protokollet baserades på en motsvarande, nyligen genomförd studie av pain-face hos häst. Samtliga grisar fungerade som sin egen kontroll, och filmades initialt utan någon stimulus, och därefter i samband med smärtinduktion. Capsaicin applicerades på ett område på vänster respektive höger sidas bogblad, vid separata tillfällen. Grisarna filmades först med och sedan utan en observatör i rummet. Filmerna analyserades av två externa bedömare, varpå ett pain-face utformades baserat på deras fynd. Därefter gjordes en blindad bedömning av ett antal stillbilder, med avseende på förekomst eller frånvaro av dessa ansiktsuttryck. Dessutom bedömdes ett antal andra potentiellt smärtrelaterade beteenden med hjälp av ett etogram.

Fynden i denna studie tyder på att grisens pain face inkluderar ett spetsigt eller vinklat utseende av området just ovanför ögonen (P = 0,004), sänkta och asymmetriska eller bakåt lagda öron, ett ökat antal rynkor på trynet, samt möjligen även kontraktion av viss muskulatur kring mun och längs huvudets laterala sidor. Smärtinduktionen resulterade dessutom i en signifikant minskning av den tid som grisarna höll öronen uppåt och framåt (P = 0,02). Förekomsten av övriga smärtrelaterade beteenden uppvisade inga signifikanta skillnader före och efter appliceringen av Capsaicin. Tecken på obehag i samband med applikationen av Capsaicin sågs endast hos enstaka grisar och blott ett fåtal gånger.

De förändringar i ansiktsuttryck hos gris som observerats i samband med smärtinduktion må vara subtila. Vidare krävs utökade studier för att utvärdera en optimal koncentration av Capsaicin i relation till vikt och ålder hos grisarna. Resultaten av denna studie tyder dock på att ett pain face kan identifieras och kanske i framtiden utgöra en alternativ metod för smärtbedömning även hos gris.