LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Neuroimaging-Studie legt nahe, dass Psilocybin die Hirnaktivität nicht nur durcheinanderbringt, sondern sie an den jeweiligen Kontext koppelt. Mit fMRI und EEG sowie KI-Analysen konnten Forschende erkennen, wie sich Muster im Gehirn je nach Erfahrung und Sinneseinbindung verschieben. Besonders deutlich zeigte sich das bei Teilnehmenden, die eine Auflösung des „Ich“-Gefühls berichteten. Die Daten stützen die Idee, dass scheinbare Unordnung eine strukturierte Organisation überdeckt.
Die zentrale Botschaft der aktuellen Studie wirkt auf den ersten Blick kontraintuitiv: Unter Psilocybin wirkt das Gehirn zwar „chaotischer“, doch die neue Analyse deutet darauf hin, dass dieser Eindruck nicht aus reiner Zufälligkeit entsteht. Stattdessen reorganisiert der Wirkstoff die Kommunikation zwischen Hirnregionen so, dass sie zu dem passt, was Teilnehmende gerade tun und erleben. In der Arbeit, veröffentlicht in Nature, kombinieren die Forschenden klassische Bildgebung (fMRI) mit elektrophysiologischen Messungen (EEG) und koppeln das Ganze an rechnerische Modelle, die nicht nur Statistiken aus Mittelwerten liefern, sondern Dynamik und individuelle Muster berücksichtigen.
Biologisch steht Psilocybin in engem Zusammenhang mit der serotonergen Modulation im Gehirn. Nach der Einnahme wandelt der Körper den Wirkstoff in Psilocin um, das vor allem an Serotonin-2A-Rezeptoren bindet und damit beeinflusst, wie voneinander getrennte neuronale Netzwerke miteinander interagieren. Genau hier knüpft die Studie an eine länger diskutierte Debatte an: Frühere Arbeiten beschrieben psychedelische Zustände häufig als vor allem entkoppelt, etwa mit einem Abfall koordinierter elektrischer Schwingungen. Eine oft zitierte Untersuchung von 2013 (https: //doi.org/10.1523/jneurosci.2063-13.2013) fand nach Psilocybin-Administration weit verbreitete Rückgänge in koordinierten Oszillationen. Dem gegenüber steht die entropische Hirn-Hypothese, wie sie in einer 2018er Übersicht von Robin Carhart-Harris und Kolleginnen und Kollegen aktualisiert wurde (https: //doi.org/10.1016/j.neuropharm.2018.03.010): Psychedelika erhöhen demnach Variabilität und Unvorhersagbarkeit, wodurch das Gehirn stärker auf „Set und Setting“ reagiert.
Der entscheidende Fortschritt in der neuen Arbeit liegt darin, die Frage nicht nur mit „mehr Chaos“ oder „weniger Chaos“ zu beantworten, sondern funktional zu prüfen, ob das Gehirn unter Psilocybin trotzdem kontextsensitiv organisiert bleibt. Das Projekt wurde von Devon Stoliker geleitet, einem Turner Impact Research Fellow im Computational Neuroscience Laboratory an der Monash University, gemeinsam mit Adeel Razi. Das Studiendesign umfasste 65 gesunde Erwachsene im Alter von 18 bis 55 Jahren ohne relevante Vorerfahrung mit psychedelischen Substanzen; nach Abzügen und Ausschlüssen blieben 63 Teilnehmende für die standardisierte orale Dosis (19 Milligramm Psilocybin). Jede Person absolvierte zwei Termine: einen Baseline-Besuch ohne Wirkstoff und einen aktiven Termin. Während der Baseline und unter Psilocybin durchliefen die Teilnehmenden vier Bedingungen mit unterschiedlicher sensorischer Einbindung, darunter Ruhe mit geschlossenen Augen, geleitete Audio-Meditation, emotional ansprechende Musik mit geschlossenen Augen sowie ein stummes Video von vorbeiziehenden Wolken mit offenen Augen.
Technisch kombiniert das Team fMRI und EEG in zeitlich abgestimmten Fenstern: fMRI startete etwa 80 Minuten nach der Einnahme, EEG folgte grob 150 Minuten nach Dosis, also während der akuten Phase. Für die konkrete Hypothese zur „versteckten Ordnung“ ist besonders relevant, wie die Forschenden Konnektivität und Netzwerkstruktur aus den Daten ableiten. Insgesamt verschob Psilocybin funktionale Verbindungen abhängig davon, ob die Augen offen oder geschlossen waren: In Augen-zu-Phasen nahm die Konnektivität in sensorischen Arealen um bis zu 39 Prozent ab, während assoziative Denkregionen um bis zu 72 Prozent zulegten. Beim Videobedingungstest mit offenen Augen stieg die Konnektivität sowohl in sensorischen als auch in assoziativen Bereichen. Interessant ist zudem die Größenordnung: Die Differenz zwischen offen und geschlossen schrumpfte nach Psilocybin im visuellen System um 85 Prozent, was die Interpretation stützt, dass sich „Augen-zu“-Zustände unter dem Wirkstoff in Richtung einer offen-zugänglichen Verarbeitung annähern.
Auch klassische Metriken zur Netzwerktrennung liefern ein klares Bild: Die Modularity als Maß dafür, wie sauber sich das Gehirn in funktionale Gemeinschaften aufteilt, sank unter Psilocybin in allen vier Bedingungen. Allerdings zeigte sich ein methodisches Problem, das die Bedeutung der KI-gestützten Auswertung unterstreicht: Diese zeitlich gemittelten Modularity-Werte sagten nicht zuverlässig voraus, wie stark Teilnehmende ihre Erfahrung subjektiv als „stimmig“ empfanden. Stattdessen konnten maschinelle Lernverfahren, die die Dynamik pro Person verfolgen statt nur Gruppenschnittwerte zu betrachten, einen Zusammenhang sichtbar machen. Die Forschenden nutzten unter anderem Trajektorien-basierte Modelle: Ein Klassifikator erkannte anhand glatter, niedrigdimensionaler geometrischer Pfade aus Moment-zu-Moment-Aktivität, welche Bedingung gerade vorlag; die Genauigkeit stieg mit der Intensität des Erlebens. In einer Detailanalyse bei sechs Teilnehmenden mit besonders starken subjektiven Effekten kletterte die Klassifikationsrate von etwa 62 Prozent in der Baseline auf rund 98 Prozent unter Psilocybin. Parallel dazu setzte das Team mit einer zweiten Methode namens TAVRNN auf, um zeitlich zu verfolgen, wie sich Verbindungen zwischen Regionen verschieben und wie kohäsiv sich Netze über und innerhalb von Netzwerken verhalten.
Die Studie verknüpft diese neurodynamischen Muster schließlich mit psychologischen Skalen. Höhere Klassifikationsgenauigkeit korrelierte stark mit Fragebogenwerten zu mystisch geprägten Erfahrungen (r = 0,64), während Korrelationen mit Angst oder beeinträchtigtem Denken niedrig blieben und statistisch nicht signifikant ausfielen. Besonders gut passten positive Erlebnisse wie „Bliss“, „Einheit“ und spirituelle Gefühle zu den erkennbaren Gehirntrajektorien. Die Autoren beschreiben dabei zwei verwandte Konzepte: „context alignment“ bezeichnet die enge Kopplung der neuronalen Muster an die jeweilige Bedingung; „embeddedness“ steht für das gefühlte Erleben einer fortlaufenden Einbettung in einen größeren physischen und psychologischen Kontext, das einige Teilnehmende berichteten. In einer Perturbationsanalyse zeigt sich außerdem, dass zwei große Netzwerke besonders stark zu dem erkennbaren Effekt beitragen: das Default Mode Network, das häufig Selbstreflexion unterstützt, und das visuelle Netzwerk. Wenn die Forscher rechnerisch die Psilocybin-veränderten Signale in einem dieser Netzwerke durch drug-freie Daten derselben Person ersetzten, sank die Klassifikationsgenauigkeit deutlich; pro Netzwerk trug der Effekt jeweils in ähnlicher Größenordnung (rund 23 Prozent) zum Gesamtgewinn bei.
Für die Bewertung und Einordnung sind die Grenzen des Designs ebenso wichtig wie die Ergebnisse. Da es ein Open-Label-Setting ohne aktive Placebo-Kontrolle gab, könnten Erwartungen die subjektiven Berichte beeinflusst haben. Außerdem wurden die vier Bedingungen in einer festen Reihenfolge präsentiert, was zeitliche Effekte von Wachheit, Aufmerksamkeit oder der zeitlichen Entwicklung der Intensität über mehrere Stunden potenziell mit beeinflussen kann. Das Team adressiert zudem technische Interpretationsfragen: fMRI erfasst Änderungen der Blutoxygenierung und damit indirekt neuronale Aktivität; „Organisation“ wird aus den Musterstrukturen im fMRI-Signal abgeleitet, nicht als direkte Aufzeichnung einzelner Neuronenverbände. Dennoch liefert die Studie einen gut greifbaren methodischen Hebel: Nicht jede Abweichung von „klassisch geordneter“ Netzwerkarchitektur muss Zerfall bedeuten. Vielmehr kann KI die Struktur sichtbar machen, die hinter globaler Entkopplung liegt – und diese Struktur ist offenbar an den aktuellen Kontext gekoppelt, insbesondere dann, wenn Teilnehmende ein besonders intensives, positiv geprägtes Erleben beschreiben.
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