Учёные раскрыли, как псилоцин воздействует на мозг

Учёные впервые подробно изучили, как психоделическое вещество псилоцин воздействует на конкретные нейроны мозга. Они выяснили, что псилоцин напрямую возбуждает определенную группу клеток в медиальной префронтальной коре — участке мозга, который ответственен за мышление и настроение, через особый рецептор и его внутренний сигнальный путь. Эти результаты опубликовали в журнале Molecular Psychiatry.

Психоделики, такие как псилоцибин (который в организме превращается в псилоцин), рассматривают как потенциальное средство для лечения депрессии и тревожных расстройств. Известно, что подобные соединения в первую очередь влияют на рецептор серотонина 5-HT2A.

Хотя с помощью МРТ у людей выявили повышение активности в префронтальной коре под действием психоделиков, конкретные клеточные процессы оставались неясными. Авторы работы изучили, какие именно нейроны в префронтальной коре затрагивает псилоцин и какую молекулярную цепочку он запускает.

«Психоделики сейчас активно изучают для терапии психических заболеваний. Несмотря на обещающие результаты, механизмы их действия до конца не понятны. Мы попытались разобраться в этих нейробиологических эффектах», — пояснила автор исследования Мелисса Херман из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.

В работе участвовали аспирант Гэвин Шмитц и коллега Брайан Рот, который создал генно-модифицированных мышей для эксперимента.

Сначала учёные использовали функциональную МРТ для изучения всего мозга мышей: одним вводили безвредный раствор, другим – псилоцин (2 мг/кг). Оказалось, псилоцин значительно усиливает активность в медиальной префронтальной коре — особенно в прелимбической и передней поясной зонах.

Дальше учёные исследовали срезы мозга, чтобы измерить электрическую активность отдельных нейронов. В слое V префронтальной коры псилоцин вызывал разную реакцию: примерно у половины клеток увеличилась активность, у 30% — снизилась, остальные не реагировали. Это говорит о том, что вещество действует на разные нейроны по-разному.

Чтобы сфокусироваться на конкретных клетках, применили мышей, у которых нейроны с рецептором 5-HT2A помечены флуоресцентом. При действии псилоцина именно эти клетки стабильно ускоряли «выстрелы» до 200% от исходного уровня. Они становились более возбудимыми — им требовалась меньшая стимуляция для генерации электрического импульса.

Учёные проверили, напрямую ли псилоцин влияет на эти нейроны, или его действие связано с работой окружающей нейронной сети. Оказалось, вещество не меняет параметры входящих сигналов от соседних клеток. Это подтверждает: псилоцин действует непосредственно на рецептор 5-HT2A, усиливая возбудимость.

Чтобы окончательно удостовериться, провели дополнительные опыты с веществом NBOH-2C-CN, которое избирательно активирует только 5-HT2A — эффект был аналогичен псилоцину. А блокатор этого рецептора (M100907) полностью убирал возбуждающее действие. Таким образом именно 5-HT2A отвечает за эффект.

Псилоцин может также связываться с рецептором 5-HT2C, но блокировка его не предотвращала увеличение нейронной активности — значит этот путь не задействован.

Также протестировали новое вещество без галлюциногенного эффекта, активирующее 5-HT2A: оно тоже увеличивало активность клеток. Это говорит о том, что именно возбуждение этих нейронов может иметь терапевтический потенциал, причем не обязательно связано с галлюцинациями.

В завершение учёные блокировали внутриклеточный сигнальный путь Gαq — и при этом псилоцин перестал воздействовать на нейроны. То есть путь через Gαq необходим для связи между активацией 5-HT2A и ростом возбудимости клеток.

По мнению Херман, это важно для объяснения терапевтических эффектов психоделиков: «Псилоцин активирует клетки медиальной префронтальной коры через 5-HT2A, а эта система связана с когнитивными функциями и психическими расстройствами».

Авторы отмечают ограничения исследования: опыты полностью проводились на мышах, поэтому нельзя прямо перенести результаты на людей. Количество мышей в МРТ-экспериментах также было небольшое. Следующие шаги — подтверждение данных в больших выборках и выяснение, как эти изменения клеточной активности связаны с поведением животных и терапевтическими эффектами психоделиков.

В долгосрочной перспективе исследователи хотят понять, как психоделики влияют на мозг у самцов и самок, и как эти изменения зависят от стрессовых и иных факторов, имитирующих психические заболевания у человека.

Таким образом, работа позволяет взглянуть на то, как псилоцин влияет на мозг на молекулярном уровне. Он возбуждает отдельные клетки в префронтальной коре через 5-HT2A и путь Gαq, что дает ключ к пониманию возможного терапевтического потенциала этого вещества.

Однако, как отмечает Херман, некоторые данные могут искажаться эффектом плацебо, а психоделики не будут универсальным лекарством для всех. Необходимы дальнейшие тщательные исследования до широкого применения.