Psylocybina a sieć stanu spoczynkowego (DMN)

O jakiej pracy mowa

Robin Carhart-Harris i współpracownicy opublikowali w PNAS (7 lutego 2012) pierwsze badanie obrazowe, które uchwyciło przejście od zwykłej świadomości do stanu psychodelicznego w czasie rzeczywistym. Pytanie było podstawowe: co dzieje się w mózgu w chwili, gdy zaczyna działać psylocybina. Mimo dziesięcioleci opisów fenomenologii doznania niemal nic nie wiadomo było o jego podłożu neuronalnym.

Wynik okazał się sprzeczny z dominującą intuicją. Zakładano, że substancja wywołująca tak bogate przeżycia, intensyfikację wyobraźni i napływ obrazów musi zwiększać aktywność mózgu. Badanie pokazało coś przeciwnego: psylocybina jedynie obniżała przepływ krwi i sygnał BOLD, i to najsilniej w kluczowych węzłach łączących sieci mózgowe. Im silniejszy był spadek aktywności w korze przedczołowej przyśrodkowej, tym intensywniejsze przeżycie zgłaszał badany.

Jak zaprojektowano badanie

Badanie połączyło dwie techniki rezonansu magnetycznego na dwóch niezależnych grupach ochotników, wszystkich z wcześniejszym doświadczeniem z psychodelikami. Pierwsza grupa (15 osób, średnia wieku 34 lata) przeszła obrazowanie perfuzyjne metodą znakowania spinów tętniczych (ASL), które mierzy mózgowy przepływ krwi (CBF). Druga grupa (kolejnych 15 osób) przeszła obrazowanie BOLD, czyli pomiar sygnału zależnego od utlenowania krwi, stosowany w typowym funkcjonalnym MRI.

Kluczem do projektu był sposób podania. Zamiast doustnej kapsułki, której działanie narasta przez kilkadziesiąt minut, psylocybinę podano dożylnie (2 mg w roztworze soli, wlew przez 60 sekund). Efekty subiektywne pojawiają się wtedy w ciągu sekund, co pozwoliło zarejestrować samo przejście między stanami świadomości w trakcie jednego, ciągłego skanu. Każdy badany leżał spokojnie w skanerze bez żadnego zadania; w pierwszej części wlewu podawano placebo, w drugiej psylocybinę.

Intensywność efektów oceniano w skali wizualno-analogowej od 0 do 10. Pięć minut po wlewie średnia ocena wynosiła 6,7, co potwierdza, że dawka wywoływała wyraźny, ale nie ekstremalny stan psychodeliczny. Po skanach badani wypełniali dłuższy kwestionariusz doznań; wszystkie najczęściej zgłaszane pozycje (m.in. zmienione widzenie, poczucie nierzeczywistości, geometryczne wzory) były ocenione wyżej po psylocybinie niż po placebo.

Co wyszło

W żadnym regionie mózgu nie zaobserwowano wzrostu przepływu krwi ani sygnału BOLD. Jedyną zmianą były spadki, zgodne między obiema technikami, skupione w najbardziej aktywnych i najlepiej połączonych obszarach kory.

Najbardziej konsekwentnie wyciszały się dwa obszary: tylny zakręt obręczy (PCC) i kora przedczołowa przyśrodkowa (mPFC). Oba są głównymi węzłami sieci stanu spoczynkowego (default mode network, DMN), układu aktywnego, gdy mózg nie wykonuje żadnego zadania i zajmuje się sobą: myśleniem o sobie, wspominaniem, planowaniem. PCC w normalnych warunkach zużywa około 20% energii więcej niż większość regionów mózgu; psylocybina obniżała w nim przepływ krwi nawet o tyle samo.

Oprócz samego wyciszenia węzłów badanie pokazało rozprzężenie. W stanie spoczynkowym aktywność mPFC i PCC jest ze sobą dodatnio sprzężona, oba ośrodki „pracują razem". Po psylocybinie to sprzężenie istotnie osłabło. Sieć, która zwykle działa jak spójna całość, częściowo się rozpadała na czas działania substancji.

Autorzy sprawdzili też, czy efekt nie jest artefaktem naczyniowym. Po usunięciu z danych wpływu tętna, oddechu i głębokości oddychania mapy statystyczne się nie zmieniły, a osobny test z wstrzymywaniem oddechu wykluczył bezpośrednie działanie psylocybiny na naczynia mózgowe. Spadki sygnału odzwierciedlały więc zmianę aktywności neuronalnej, a nie samego krążenia.

Jak to czytać

Wynik wymaga ostrożnej interpretacji, bo łatwo go nadać zbyt mocną wymowę. Po pierwsze, fMRI i ASL mierzą sygnał naczyniowy sprzężony z aktywnością neuronów, a nie samą aktywność. Wniosek „psylocybina wyłącza neurony" jest skrótem; bezpośrednie potwierdzenie wymagało innych metod. Sami autorzy odnotowali, że wcześniejsze badanie PET z metabolizmem glukozy dało wynik odwrotny (globalny wzrost), i tłumaczyli rozbieżność różnicą skal czasowych pomiaru.

Po drugie, mechanizm receptorowy pozostał wnioskowany, nie zmierzony. Psylocyna (czynny metabolit) jest agonistą wielu receptorów serotoninowych, ale charakterystyczne efekty psychodeliczne przypisuje się pobudzeniu receptora 5-HT2A. Autorzy argumentowali, że obserwowane wyciszenie mieści się w tym obrazie: pobudzenie 5-HT2A może nasilać hamowanie korowe przez interneurony GABA-ergiczne, a receptory te występują gęsto właśnie w wyciszonych obszarach. To spójna hipoteza, lecz w tym badaniu nie testowano jej bezpośrednio, na przykład blokadą antagonistą.

Co badanie naprawdę wnosi

Praca przeniosła badania nad psychodelikami z poziomu opisu przeżyć na poziom neurobiologii układowej. Pokazała, że bogactwo doznania psychodelicznego nie wynika z „rozkręcenia" mózgu, lecz z wyciszenia jego centralnych ośrodków integrujących informację. To odwrócenie intuicji stało się punktem wyjścia dla wpływowej hipotezy „entropowego mózgu": skoro główne węzły porządkujące aktywność tracą kontrolę, system przechodzi w stan mniej ograniczonego, swobodniejszego przetwarzania.

Szczególnie nośne okazało się powiązanie DMN z poczuciem „ja". Sieć stanu spoczynkowego od dawna łączono z myśleniem autoreferencyjnym i konstruktem ego. Obserwacja, że jej węzły wyciszają się i rozprzęgają dokładnie wtedy, gdy badani zgłaszają rozmycie granic siebie, dała neuronalny korelat zjawiska opisywanego dotąd wyłącznie introspekcyjnie. Wątek ten serwis rozwija osobno: późniejsze badania kliniczne tego samego zespołu przeniosły obserwacje mechanistyczne na grunt terapii depresji.

Autorem pierwszego autorstwa jest Robin Carhart-Harris, którego sylwetkę i dalsze prace omawia osobny profil. To badanie z 2012 roku jest fundamentem całego jego późniejszego programu naukowego.