Nature|致幻蘑菇可以在“迷幻世界”里修理大脑

Nature|致幻蘑菇可以在“迷幻世界”里修理大脑

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来源:郭慧阳
2024-11-28 14:42:29
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核心提示:致幻蘑菇中的赛洛西宾(psilocybin)具有潜在的抗抑郁机制

致幻蘑菇,也被称为迷幻蘑菇或魔菇,是一类含有能够引起幻觉的活性化合物的大型真菌。这些蘑菇在全球各地都有分布,种类繁多,大约有200多个种类。例如我国每年6-9月是云南人"玩命"的季节,一年一度的吃菌盛宴期开始了!总会有吃菌子中毒的人产生幻觉,在医院进行“无实物表演”跟可爱的小精灵跳舞。致幻蘑菇中的活性成分主要包括赛洛西宾(psilocybin,裸盖菇素、光盖菇素、裸头草碱)和二甲-4-羟色胺(psilocin,又称脱磷酸裸盖菇素),这些成分能够干扰大脑神经系统的信号传递,影响人的视觉和感知觉,导致幻觉和其他心理效应。赛洛西宾其结构属吲哚生物碱类(如图1),是色胺衍生物,命名为二甲基-4-羟色胺磷酸。二十世纪五十年代,包括哈佛和美国军方在内的许多研究部门就开始投入大量精力研究其性质。

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图1赛洛西宾结构式图


近期发表在Nature(IF=50.5)杂志上的一篇文章,标题为Psilocybin desynchronizes the human brain,由圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)的Joshua S. Siegel等人撰写。文章研究了赛洛西宾对人体大脑功能连接性的影响,以及这些影响如何与迷幻体验和持久的治疗效果相关。

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赛洛西宾通过激活5-HT2A受体能够在短时间内引起时空感知扭曲,在临床试验中对抑郁症、成瘾和临终焦虑有快速且持久的治疗效果。该研究通过纵向精确功能映射(每位参与者大约18次磁共振成像)跟踪了7位健康的成年受试者在服用25mg赛洛西宾和40mg哌甲酯(Ritalin)之前、期间和之后的大脑变化。并在6-12个月后再次接受额外的赛洛西宾剂量。


研究表明赛洛西宾可以引起大脑皮层中广泛且深刻的功能连接(functional connectivity ,FC)变化,尤其是在关联网络中最为明显,关联皮层的变化明显高于原发性皮层。在图1中可以看到,赛洛西宾导致的大脑功能连接变化遍及整个大脑,尤其在关联网络和主要皮层区域(平均变化:关联皮层0.44,主要皮层0.36)。相比之下,哌甲酯对大脑的影响则主要集中在感知运动系统,其效果与日常变化图相似,这可能是由于哌甲酯的唤醒效应所致。总的来说,赛洛西宾引起的功能连接变化要比哌甲酯大三倍以上,这充分说明了赛洛西宾对大脑的深远影响。

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图2 赛洛西宾对功能性脑组织的急性作用


为探索大脑网络变化,研究对38份高精度功能磁共振成像扫描数据使用多维排列(MDS)分析。结果发现第一维度明显区分了使用迷幻剂赛洛西宾的扫描(图3a),与多个网络间连接减少有关(3b)。类似变化也在麦角酸二乙胺使用者中观察到,显示迷幻药物的普遍影响(图3c)。相比之下,哌甲酯引起的网络内功能连接减少,与咖啡因影响相似。

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图3 数据驱动的大脑网络变异性聚类


迷幻剂激活5-HT2A受体导致神经元群体失同步,这可能是赛洛西宾改变功能连接的原因。用归一化全局空间复杂度(Normalized Global Spatial Complexity,NGSC)量化大脑信号同步程度,发现赛洛西宾显著增加NGSC,随后恢复至基线(图4a, b, c)。全脑NGSC增加与主观体验相关,且与迷幻剂5-HT2A受体密度分布相关(图4d, f)。

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图4 赛洛西宾治疗期间皮层活动的空间去同步化


为探究任务状态如何影响赛洛西宾驱动的大脑变化,研究人员让受试者在接受药物影响下,在扫描仪中完成一项听觉-视觉匹配任务,准确率超过80%。研究显示,参与任务显著降低了赛洛西宾相关的网络中断和失调(图5)。推测在这个过程中,大脑变化的减少似乎是因为实验触及了一个心理学原理:“着陆”(grounding)(将个人的注意力转移到外部环境,这种方式有助于减轻强烈或令人不安的思绪和情绪。),有助于缓解迷幻治疗中的压力。

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图5 感知任务性能对赛洛西宾相关FC变化和失调的影响


为了评估致幻剂的持续神经营养和心理作用是否与赛洛西宾后的持续FC变化相关,作者比较了服用赛洛西宾后1-21天与服用赛洛西宾前的FC变化。全脑FC变化评分较小(标准化FC变化(范围)为1.05(0.94,1.27)),表明大脑的网络结构大部分已恢复至基线。尤其在前海马区,不仅观察到显著的急性FC变化,还发现了持续性的变化,这与海马神经发生和情绪症状相关联,如图6。

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图6 赛洛西宾对海马-皮质FC的持续作用


总结

赛洛西宾能在休息状态时引起大脑网络,尤其是默认模式网络的显著变化,这一网络通常与精神障碍有关。此外,赛洛西宾在海马体和皮层迅速诱发突触发生,对动物中的抗抑郁效应至关重要。通过精确映射和个体化研究,进一步证实了赛洛西宾的潜在抗抑郁机制。


但该研究仅限于非抑郁志愿者,需要在患者群体中进一步验证赛洛西宾的抗抑郁机制。值得注意的是,随意尝试致幻蘑菇是非常危险的,可能会导致严重的健康问题甚至死亡。因此,尽管科学研究显示了致幻蘑菇在医疗领域的潜在价值,但在没有专业医疗监督的情况下使用这些物质仍然是非法和危险的。

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