Психоделики снова в лабораториях — и на этот раз учёные заглянули в самую глубь мозга, чтобы понять, как ЛСД перекраивает наше восприятие. Новый анализ снимков фМРТ показал: под действием вещества крошечные группы нейронов перестают работать слаженно и начинают действовать сами по себе. Это открытие не просто подтверждает старую гипотезу о «разупорядочивании» мозга, но и указывает на неожиданные химические мишени препарата.

Исследование опубликовали в European Journal of Neuroscience. Его авторы — Паоло Ла-Торрака-Виттори из Университета Павии и Ливио Тарки из Флорентийского университета — решили заполнить пробел в нейровизуализации. Большинство прежних работ изучали, как психоделики меняют связь между далеко отстоящими сетями мозга. Но что происходит на уровне локальных скоплений клеток, оставалось почти неизученным.

Локальный хаос вместо слаженной работы

Учёные взяли два показателя, которые описывают состояние мозга в покое. Первый — амплитуда низкочастотных флуктуаций. Он отражает мощность медленных спонтанных волн в очень ограниченной зоне. Когда человек отдыхает, мозг выдаёт стабильные низкочастотные ритмы. Падение амплитуды означает, что активность становится более шумной, быстрой и десинхронизированной.

Второй показатель — региональная гомогенность. Она показывает, насколько синхронно работает крошечный участок ткани с соседними клетками. Высокая гомогенность — нейроны «стреляют» вместе. Низкая — каждый сам по себе.

Под ЛСД оба показателя резко падали, особенно в зрительной и соматосенсорной коре — областях, обрабатывающих зрение и прикосновения. Локальная фрагментация, по мнению исследователей, заставляет мозг отказаться от привычной иерархической обработки информации.

Обычно сенсорные зоны обрабатывают базовые сигналы и передают их «наверх» ассоциативным областям, которые интерпретируют данные. ЛСД уплощает эту иерархию: вместо того чтобы обрабатывать информацию в специализированных «отсеках», мозг интегрирует её широко по всей коре, смешивая зрительные и телесные ощущения.

От распада «я» до эмоциональных центров

Снижение амплитуды низкочастотных флуктуаций особенно сильно проявилось в зонах, связанных с сетью пассивного режима работы мозга (default mode network). Эта сеть активна, когда человек отдыхает, грезит или размышляет о себе. Её нарушения тесно связаны с распадом чувства собственного «я», о котором часто рассказывают люди под психоделиками.

Региональная гомогенность заметно снижалась и в глубоких подкорковых структурах — таламусе и миндалевидном теле. Таламус служит центральным узлом ретрансляции сенсорных сигналов, а миндалина отвечает за эмоциональную обработку. Когда локальная синхронизация падает в этих ретрансляционных центрах, маршрутизация сенсорной информации по мозгу, скорее всего, меняется.

Не только серотонин: неожиданные рецепторы

ЛСД традиционно связывают с серотониновым рецептором 5-HT2A. Но новое исследование обнаружило, что изменения обоих показателей совпадали с распределением дофаминовых D2-рецепторов и другого серотонинового рецептора — 5-HT1A. Там, где этих рецепторов было меньше, десинхронизация и падение низкочастотных ритмов под ЛСД оказались сильнее всего.

Это значит, что препарат запускает каскад нейрохимических событий, затрагивающий несколько систем передачи сигналов. Авторы предполагают: области, богатые определёнными дофаминовыми и серотониновыми рецепторами, могут быть «защищены» от десинхронизирующего действия ЛСД. Либо препарат косвенно активирует соседние пути, создавая те самые разнообразные сенсорные и эмоциональные сдвиги.

Энтропийная гипотеза получает подтверждение

Результаты вписываются в так называемую энтропийную гипотезу мозга. Энтропия — физическое понятие, связанное с беспорядком и случайностью. В нейронауке высокая энтропия означает более богатый, менее предсказуемый набор состояний мозга. Гипотеза предполагает, что психоделики повышают энтропию, увеличивая беспорядок и позволяя мыслительным процессам становиться более гибкими и динамичными.

Новое исследование показывает, как это происходит на локальном уровне: небольшие группы нейронов перестают синхронизироваться, и мозг переходит в более хаотичное, но и более пластичное состояние.

Ограничения и осторожность

Авторы признают несколько ограничений. Выборка небольшая — всего 15 здоровых взрослых, то есть меньше 50 участников, что считается малым исследованием. Результаты нужно воспроизвести на более широких популяциях.

Кроме того, команда использовала стандартизированные карты распределения рецепторов, взятые у общей популяции, а не карты мозга конкретных участников. Это ограничивает точность химических корреляций.

Ещё один нюанс: сканирование в покое проводилось после сеанса прослушивания музыки. Остаточные эмоциональные или неврологические эффекты музыки могли повлиять на данные независимо от препарата. А небольшая разница в движениях головы между группами плацебо и ЛСД сохранилась даже после фильтрации, оставляя возможность незначительных артефактов сканирования.

Что дальше

Будущие исследования, вероятно, сравнят эти локальные показатели с другими технологиями мониторинга мозга. Учёные надеются полностью расшифровать, как изменённая химия мозга перестраивает человеческий разум, сопоставляя физическое расположение и точное время нейронных изменений.

Изучение локальной динамики — важный шаг к разработке безопасных и целенаправленных психоделических терапий. Возможно, именно здесь скрывается ключ к пониманию того, как вещество, синтезированное более полувека назад, продолжает удивлять нейробиологов.

Кстати, это не первый случай, когда учёные обнаруживают неожиданную роль областей мозга, которые считались сугубо «исполнительными». Например, исследователи из Иллинойса показали, что сенсорная кора участвует в принятии решений — так же, как ЛСД вскрывает скрытые связи между локальной активностью и рецепторами, о которых раньше не думали.

Исследование «Knocking at the Doors of Perception: Relating LSD Effects on Low-Frequency Fluctuations and Regional Homogeneity to Receptor Densities in fMRI» подготовили Паоло Ла-Торрака-Виттори, Ливио Тарки, Элиза Арриго, Стефано Лантерна, Элеонора Този, Арне Доозе, Фульвия Палези, Дорис Пишедда, Вальдо Рикка, Паоло Фусар-Поли и Стефано Дамиани.