Как DMT заставляет наш мозг танцевать на грани безумия

Ученые раскрыли, как DMT изменяет активность мозга и сознание, снижая контрольную энергию. Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, освещает, как психоделик DMT изменяет динамическое поведение мозга. Исследователи выяснили, что DMT уменьшает количество энергии, необходимой мозгу для переключения между различными состояниями активности. Это снижение контрольной энергии связано с увеличением сложности сигналов мозга и с тем, насколько интенсивным было переживание у участников. Эффекты были наиболее выражены в областях мозга, богатых серотониновыми рецепторами 2a, известными своей ключевой ролью в эффектах психоделиков.

DMT, или N,N-диметилтриптамин, – это мощное психоделическое вещество, которое вызывает яркие галлюцинации и измененные состояния сознания. Он содержится в некоторых растениях и является основным психоактивным компонентом айяуаски, церемониального напитка, используемого в некоторых южноамериканских духовных традициях. В отличие от других психоделиков, таких как ЛСД или псилоцибин, DMT имеет очень короткое действие — при инъекции его эффекты наступают быстро и проходят примерно через 20 минут. Этот краткий, но интенсивный опыт делает DMT особенно подходящим для исследований с использованием инструментов визуализации мозга, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), которые могут запечатлеть все измененное состояние за одну сессию.

В текущем исследовании ученые стремились понять, как DMT изменяет способ, по которому мозг переключается между различными состояниями активности. Их особенно интересовало, как эти изменения связаны с серотониновым рецептором 2a. Предыдущие исследования показали, что психоделики, такие как ЛСД и псилоцибин, увеличивают разнообразие сигналов мозга — меру того, насколько сложна и разнообразна активность мозга с течением времени. Но это исследование пошло дальше, используя математическую структуру, известную как теория управления сетями, чтобы изучить, сколько усилий или "контрольной энергии" необходимо мозгу для перехода из одного состояния в другое во время опыта с DMT.

"Меня всегда интересовало изучение мозга в необычных состояниях сознания, и быстрый эффект и метаболизм DMT предоставляют мощный подход к этому," — сказал автор исследования С. Паркер Синглтон, постдокторский исследователь Центра информатики и нейровизуализации Penn Lifespan (PennLINC) в Медицинской школе Перельмана Университета Пенсильвании.

В исследовании участвовали 20 участников, 14 из которых были включены в окончательный анализ после удаления тех, кто слишком много двигал головой. Каждый участник прошел две сессии, разделенные двумя неделями. В одной сессии им вводили внутривенный DMT, в другой — плацебо с физиологическим раствором. Функциональная МРТ и ЭЭГ записи проводились во время каждого 28-минутного сканирования. DMT или плацебо вводился через восемь минут после начала сканирования. В отдельной сессии участники также оценивали, насколько сильно они чувствовали эффект от препарата каждую минуту по шкале от 0 до 10.

Исследователи использовали теорию управления сетями, чтобы проанализировать, сколько энергии требовалось мозгу для перехода от одного паттерна активности к другому в каждый момент времени. Выяснили, что DMT постоянно снижал эту контрольную энергию по сравнению с плацебо. Это предполагает, что под воздействием DMT мозг легче переключается между различными состояниями активности. Эта гибкость не была случайной — она следовала паттерну, связанному со структурой и химией мозга.

"Когда-нибудь задумывались, что происходит в мозгу, когда кто-то на DMT? Что ж, так и мы, — сказал Синглтон в интервью PsyPost. — В мозгу происходит много всего, и мы все еще работаем над тем, чтобы понять, что это все значит."

Важно, что снижение контрольной энергии было связано с двумя ключевыми аспектами психоделического опыта. Во-первых, записи ЭЭГ показали, что сигналы мозга стали более сложными под воздействием DMT, эффект, известный как увеличенное разнообразие сигналов. Эта сложность была предложена как маркер расширенного опыта сознания. Во-вторых, собственные отчеты участников о том, насколько интенсивно они чувствовали эффект DMT, были обратно связаны с контрольной энергией — менее требовательные к энергии условия были связаны с более сильными субъективными эффектами.

Эти взаимосвязи различались в разных частях мозга. Когда исследователи взглянули на конкретные сети мозга, они обнаружили, что контрольная энергия снизилась более значительно в визуальной системе, фронтопариетальной сети и сети режима по умолчанию. Эти сети часто связаны с визуальной обработкой, вниманием и самореферентной мыслью и в предыдущих исследованиях показали, что они особенно подвержены воздействию психоделиков. Интересно, что время этих эффектов различалось: фронтопариетальная и сеть режима по умолчанию показали наибольшие изменения в начале опыта, в то время как изменения в визуальной сети были более устойчивыми и проявлялись позже.

"Мы обнаружили то, что, по моему мнению, является довольно убедительным эффектом возбуждения (бдительности) в зрительной коре на более поздних стадиях сканирования, — сказал Синглтон. — Скорее всего, мы бы не заметили это без нашего временного подхода."

На более тонком уровне исследователи изучили отдельные области мозга, чтобы выяснить, как изменения в контрольной энергии соответствовали локальной плотности серотониновых рецепторов 2a. Они использовали карты мозга из предыдущих исследований с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ), чтобы оценить, сколько таких рецепторов присутствует в каждой области. Они обнаружили, что области с более высокой плотностью серотониновых рецепторов 2a, как правило, показывали больший рост снижения контрольной энергии во время сессии с DMT. Эти же регионы также показали более сильные ассоциации между контрольной энергией и как разнообразием сигналов ЭЭГ, так и субъективной интенсивностью.

Чтобы убедиться, что эта связь не была просто совпадением, исследователи провели анализ доминирования, сравнивая несколько типов серотониновых рецепторов. Серотониновый рецептор 2a постоянно оказывался наиболее важным предиктором того, как DMT влияет на контрольную энергию мозга. Это подтверждает идею о том, что эффекты DMT связаны конкретно с его воздействием на этот конкретный рецептор.

На следующем этапе исследования группа спросила, могут ли они смоделировать эффекты DMT на контрольную энергию мозга, используя только данные плацебо, карты рецепторов и фармакологическое моделирование. Они создали симуляцию, которая оценивала концентрацию DMT в мозгу с течением времени и масштабировала это по плотности серотониновых рецепторов 2a по всем регионам головного мозга. Используя эту модель в качестве ориентира для того, где и когда DMT будет действовать, они смогли с высокой точностью воспроизвести наблюдаемые изменения в контрольной энергии. Этот подход может открыть новые пути для прогнозирования, как другие соединения могут влиять на динамику мозга, опираясь на их фармакологические профили.

Исследование предоставляет детальное представление о том, как DMT временно изменяет функционирование мозга, позволяя ему функционировать в более «жидком» и гибком режиме. Требуя меньше контрольной энергии для перехода между различными паттернами активности, мозг может исследовать более широкий спектр психических состояний, что способствует интенсивному и иногда трансформирующему характеру психоделического опыта. Близкое соответствие этих изменений с распределением серотониновых рецепторов 2a также укрепляет идею о том, что этот рецептор является ключевым входом для измененных состояний, вызванных психоделиками.

Несмотря на свои выводы, исследование имеет ограничения. Размер выборки был относительно мал, и индивидуальные различия в структуре мозга не учитывались, поскольку исследователи использовали средний структурный коннектом группы. Дизайн исследования был однобоким, что могло привести к некоторым предвзятостям. Кроме того, хоть исследователи и нашли сильные ассоциации на уровне группы, будущие исследования могут изучить, сохраняются ли эти паттерны на индивидуальном уровне — важный шаг для персонализации психоделической терапии.

"Мы все еще имеем много серьезной работы, чтобы понять, как психоделики влияют на мозг, — отметил Синглтон. — Наша продолжающаяся работа нацелена на устранение множества потенциальных факторов, включая влияние возбуждения, движения головы и способность этих препаратов влиять на тонус кровеносных сосудов."

Исследование "Снижения контрольной энергии сети под DMT связаны с серотониновыми рецепторами, разнообразием сигналов и субъективным опытом" было написано С. Паркером Синглтоном, Кристофером Тиммерманом, Андреа I. Луппи, Эммой Эккернас, Леором Розманом, Робином Л. Кархартом-Харрисом и Эми Кусейески.