LSD wpływa na aktywność mózgu w znacznie bardziej złożony sposób, niż dotychczas sądzono. Międzynarodowy zespół naukowców wykazał, że substancja nie tylko osłabia synchronizację neuronalną, ale również przyspiesza rytmy alfa i beta oraz zwiększa fraktalność i złożoność sygnałów mózgowych. Badanie opublikowane w czasopiśmie „Communications Biology” dostarcza nowych informacji o neurobiologicznych mechanizmach działania psychodelików i może mieć znaczenie dla rozwoju przyszłych terapii psychiatrycznych.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak LSD wpływa na aktywność mózgu i dlaczego jego działanie wykracza poza klasycznie opisywaną desynchronizację neuronalną.
- O ile LSD przyspiesza fale alfa i beta oraz jakie znaczenie mają te zmiany dla funkcjonowania kory mózgowej.
- Dlaczego LSD zwiększa złożoność i fraktalność sygnałów mózgowych oraz jak sztuczna inteligencja pomaga identyfikować te zmiany.
- Jakie znaczenie mogą mieć nowe odkrycia dla rozwoju terapii psychodelicznych w leczeniu depresji i zaburzeń lękowych.
LSD a aktywność mózgu – nowe spojrzenie na działanie psychodelików
Dietyloamid kwasu lizergowego (LSD) został po raz pierwszy zsyntetyzowany w 1938 roku przez szwajcarskiego chemika Alberta Hofmanna. Substancja wywołuje głębokie zmiany percepcji, poczucia czasu oraz sposobu przetwarzania bodźców sensorycznych. Dotychczas badania neurofizjologiczne wskazywały przede wszystkim na desynchronizację aktywności neuronalnej, czyli osłabienie wspólnych oscylacji neuronów. Nowe analizy sugerują jednak, że obraz ten jest niepełny.
Naukowcy z Université de Montréal, IMT Atlantique, University of Auckland i University of California San Francisco wykazali, że LSD jednocześnie zmniejsza siłę wybranych rytmów mózgowych, zwiększa ich częstotliwość i zmienia organizację sygnałów neuronalnych.
Jak przeprowadzono badanie wpływu LSD na mózg?
Badacze przeanalizowali dane magnetoencefalograficzne (MEG) zgromadzone wcześniej w Imperial College London. W eksperymencie uczestniczyło 17 zdrowych ochotników, którzy przeszli dwie sesje oddzielone dwutygodniową przerwą. Podczas jednej otrzymali dożylnie 75 mikrogramów LSD, natomiast podczas drugiej placebo w postaci roztworu soli fizjologicznej.
Magnetoencefalografia umożliwiła rejestrowanie pól magnetycznych generowanych przez aktywność neuronów z rozdzielczością milisekundową. Następnie naukowcy zastosowali zaawansowane metody analizy sygnałów oraz algorytmy uczenia maszynowego, aby ocenić zmiany częstotliwości oscylacji, ich amplitudy i złożoności.
LSD przyspiesza fale alfa i beta w mózgu
Jednym z najważniejszych odkryć było wykazanie, że LSD nie tylko osłabia rytmy alfa i beta, ale również zwiększa ich częstotliwość. Fale alfa, związane przede wszystkim ze stanem spokojnego czuwania, przyspieszały średnio o około 2 Hz. Z kolei fale beta, uczestniczące m.in. w procesach uwagi i przetwarzania informacji, zwiększały częstotliwość o około 5 Hz.
Zmiany obserwowano na rozległych obszarach kory mózgowej. Odkrycie ma znaczenie metodologiczne. Tradycyjne analizy mogą interpretować zmniejszenie mocy sygnału w określonym paśmie jako osłabienie synchronizacji, nie uwzględniając faktu, że dominująca częstotliwość oscylacji uległa przesunięciu. Co ważne, przyspieszenie rytmu alfa odróżnia działanie LSD od niektórych środków anestetycznych, które powodują jego spowolnienie. Może to wskazywać na odmienny wpływ psychodeliku na pobudliwość kory mózgowej.
LSD zwiększa fraktalność i złożoność sygnałów neuronalnych
Kolejnym istotnym wynikiem było stwierdzenie wzrostu złożoności aktywności mózgowej. Pod wpływem LSD sygnały neuronalne stawały się bardziej nieregularne, mniej przewidywalne i wykazywały większą fraktalność. Fraktalność oznacza występowanie podobnych struktur lub wzorców w różnych skalach. W odniesieniu do aktywności mózgu opisuje właściwości czasowej organizacji sygnałów neuronalnych.
Badacze zaobserwowali zwiększenie wymiaru fraktalnego oraz różnorodności wzorców sygnałowych. Wyniki sugerują, że pod wpływem LSD mózg może przechodzić między większą liczbą stanów aktywności. Najsilniejsze zmiany występowały w obszarach związanych z percepcją sensoryczną, językiem, emocjami i wyobraźnią. Natomiast kora ruchowa pozostawała stosunkowo mniej podatna na działanie substancji.
Może to częściowo tłumaczyć, dlaczego LSD wywołuje intensywne zmiany percepcyjne i poznawcze, nie powodując jednocześnie proporcjonalnie dużych zaburzeń funkcji ruchowych. Autorzy podkreślają jednak, że zwiększona fraktalność sygnałów mózgowych nie dowodzi bezpośredniego związku z geometrycznymi halucynacjami zgłaszanymi przez osoby przyjmujące psychodeliki.
Sztuczna inteligencja rozpoznaje wpływ LSD z dokładnością 88%
Ważnym elementem badania było wykorzystanie sztucznej inteligencji do identyfikacji charakterystycznych zmian neurofizjologicznych. Algorytm uczenia maszynowego analizował wyłącznie sygnały mózgowe, próbując odróżnić stan po podaniu LSD od stanu po placebo. Model osiągnął skuteczność klasyfikacji wynoszącą 88%, podczas gdy poziom odpowiadający losowemu wyborowi wynosił 50%.
Najważniejsze cechy pozwalające rozpoznać działanie LSD obejmowały przyspieszenie rytmów alfa i beta, zmiany ich amplitudy, właściwości tła sygnałowego oraz zwiększoną złożoność i fraktalność. Wyniki wskazują na możliwość identyfikowania charakterystycznych sygnatur neurofizjologicznych działania psychodelików. Ze względu na niewielką próbę wymagają jednak potwierdzenia w większych badaniach.
Czy odkrycia mogą pomóc w leczeniu depresji i zaburzeń lękowych?
Rosnące zainteresowanie psychodelikami wiąże się z ich potencjalnym zastosowaniem w psychiatrii, szczególnie w leczeniu depresji, zaburzeń lękowych i zespołu stresu pourazowego (PTSD). Jedna z hipotez zakłada, że substancje psychodeliczne mogą przejściowo zwiększać elastyczność funkcjonowania mózgu, osłabiając utrwalone schematy przetwarzania informacji.
Obserwowane pod wpływem LSD zwiększenie złożoności sygnałów neuronalnych jest zgodne z tym modelem. Potencjalnie mogłoby to sprzyjać zmianie sztywnych wzorców myślenia występujących w niektórych zaburzeniach psychicznych. Badanie nie oceniało jednak skuteczności terapeutycznej LSD. Przeprowadzono je na zdrowych ochotnikach po pojedynczej dawce substancji, dlatego nie można na jego podstawie wyciągać wniosków dotyczących korzyści klinicznych u pacjentów.
Równolegle rozwijane są badania kliniczne nad preparatami LSD w leczeniu zaburzeń lękowych i depresji, w tym programy obejmujące zaawansowane etapy oceny klinicznej.
LSD, psylocybina i DMT – kolejne kierunki badań
Zespół badawczy kontynuuje analizy porównujące neurofizjologiczne działanie LSD, psylocybiny oraz dimetylotryptaminy (DMT). Celem jest ustalenie, które zmiany aktywności mózgowej są wspólne dla różnych psychodelików, a które mogą stanowić charakterystyczną sygnaturę konkretnej substancji. W przyszłości podobne metody mogłyby wspierać monitorowanie działania psychodelików, ocenę odpowiedzi neurofizjologicznej oraz rozwój bardziej spersonalizowanych strategii terapeutycznych.
Główne wnioski
- LSD nie tylko desynchronizuje aktywność mózgu, ale również przyspiesza rytmy neuronalne. Badanie opublikowane w „Communications Biology” wykazało wzrost częstotliwości fal alfa o około 2 Hz i fal beta o około 5 Hz.
- LSD zwiększa złożoność i fraktalność sygnałów mózgowych. Najsilniejsze zmiany zaobserwowano w obszarach odpowiedzialnych za percepcję sensoryczną, język, emocje i wyobraźnię, podczas gdy kora ruchowa pozostawała stosunkowo mniej podatna na działanie substancji.
- Sztuczna inteligencja rozpoznawała stan mózgu pod wpływem LSD z dokładnością 88%. Algorytm analizował sygnały magnetoencefalograficzne (MEG) pochodzące od 17 zdrowych ochotników, identyfikując charakterystyczne zmiany rytmów i złożoności aktywności neuronalnej.
- Odkrycia mogą mieć znaczenie dla rozwoju terapii psychodelicznych. Wyniki sugerują, że LSD może przejściowo zwiększać elastyczność funkcjonowania mózgu, jednak badanie nie oceniało skuteczności leczenia depresji ani zaburzeń lękowych.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s42003-026-10629-7
- University of Montreal
