Psilocybin und die Reorganisation von Gehirnnetzwerken: Einblicke in den psychedelischen Zustand

LONDON (IT BOLTWISE) – Neue Forschungen haben gezeigt, dass Psilocybin, der aktive Wirkstoff in bestimmten Pilzen, zu einer großflächigen Reorganisation von Gehirnnetzwerken führt. Diese Entdeckung bietet wertvolle Einblicke in den psychedelischen Zustand und könnte das Verständnis von Bewusstseinsveränderungen vertiefen.

Die jüngste Studie, die in Translational Psychiatry veröffentlicht wurde, bietet einen detaillierten Einblick in die Auswirkungen von Psilocybin auf die Gehirnaktivität bei Nagetieren. Forscher fanden heraus, dass Psilocybin weitreichende Veränderungen in der Organisation von Gehirnnetzwerken hervorruft, indem es normale Kommunikationsmuster zwischen Gehirnregionen stört und einen einzigartigen Zustand hochfrequenter neuronaler Konnektivität schafft. Diese Effekte variierten je nach Dosis und Zeit, was zwei unterschiedliche Phasen der Gehirndynamik offenbarte.

Psilocybin, der aktive Bestandteil in bestimmten Pilzen, hat Aufmerksamkeit für sein Potenzial zur Behandlung von Depressionen, Angstzuständen und Sucht erregt. Bei Konsum wird Psilocybin in Psilocin umgewandelt, eine Substanz, die an Serotoninrezeptoren im Gehirn bindet und tiefgreifende Veränderungen in Wahrnehmung, Emotion und Selbstwahrnehmung hervorruft. Während bekannt ist, dass Psilocybin bei Menschen vorübergehend die Interaktion verschiedener Gehirnregionen verändert, ist weniger darüber bekannt, wie diese Effekte im Laufe der Zeit entstehen oder ob Tiermodelle die Komplexität des psychedelischen Zustands erfassen können.

Um dies zu untersuchen, verwendeten die Forscher hochauflösende Elektroenzephalographie (EEG), um die Gehirnaktivität an 27 Stellen im Rattenkortex zu überwachen. EEG ist eine nicht-invasive Technik, die elektrische Aktivität im Gehirn mit auf der Kopfhaut platzierten Sensoren misst. Es zeichnet die natürlichen Oszillationen des Gehirns auf, die Muster der neuronalen Kommunikation über verschiedene Regionen hinweg widerspiegeln. Ziel war es, zu kartieren, wie Psilocybin die Organisation von Gehirnnetzwerken verändert und spezifische Aktivitätsmuster zu identifizieren, die veränderte Bewusstseinszustände widerspiegeln könnten.

Die Studie umfasste 12 erwachsene Sprague Dawley Ratten, die mit EEG-Elektroden chirurgisch implantiert wurden. Jede Ratte erhielt intravenöse Infusionen von Psilocybin in drei verschiedenen Dosen (0,1, 1 und 10 Milligramm pro Kilogramm) sowie eine Kochsalzlösungskontrolle an verschiedenen Tagen. Die Forscher zeichneten EEG-Daten vor, während und nach jeder 60-minütigen Infusion auf und überwachten auch das Verhalten durch Videoaufnahmen und Bewegungssensoren. Durch die Verwendung einer kontinuierlichen Infusionsmethode anstelle einer einzelnen Injektion konnten die Forscher allmähliche Veränderungen der Gehirnaktivität beobachten, während das Medikament wirkte.

Die Forscher konzentrierten sich auf drei spezifische Frequenzbänder in den EEG-Daten: Theta (4–10 Hz), mittleres Gamma (70–110 Hz) und hohes Gamma (110–150 Hz). Diese Frequenzen sollen eine Rolle bei der Koordination der Kommunikation zwischen Gehirnregionen spielen. Psilocybin veränderte sowohl die Stärke als auch die Organisation der Aktivität in diesen Bändern, jedoch nicht auf einfache oder lineare Weise.

Bei moderaten Dosen (1 mg/kg) erhöhte Psilocybin die Aktivität im posterioren Theta-Netzwerk und stärkte die Kommunikation zwischen frontalen und parietalen Gehirnbereichen in den Gamma-Bändern. Dieser Zustand war durch weitreichende Zunahmen der hohen Gamma-Aktivität im Frontalkortex und eine größere Konnektivität über entfernte Gehirnregionen hinweg gekennzeichnet. Die Forscher fanden auch heraus, dass Psilocybin die normale Beziehung zwischen Theta- und Gamma-Aktivität störte, ein Phänomen, das als Phasen-Amplituden-Kopplung bekannt ist. Diese Entkopplung war am deutlichsten in frontalen Bereichen und trat dosisabhängig auf.

Bei höheren Dosen (10 mg/kg) trat ein anderes Muster auf. Zu Beginn der Infusion zeigte das Gehirn eine ähnliche Zunahme der Gamma-Konnektivität, aber mit zunehmender Dosis nahm die Theta-Konnektivität in posterioren Regionen ab, und das Gamma-Netzwerk im Frontalkortex wurde dominanter. Diese Veränderungen entwickelten sich im Laufe der Zeit und zeigten einen Übergang von einem Zustand der Gehirnorganisation zu einem anderen, während die Psilocybinspiegel anstiegen. Bemerkenswerterweise traten diese Effekte auf, obwohl die Ratten weniger körperlich aktiv wurden, was darauf hindeutet, dass die Gehirnveränderungen nicht einfach das Ergebnis von Bewegung oder Erregung waren.

Die Verhaltensdaten unterstützten dieses nichtlineare Muster. Moderate Dosen von Psilocybin erhöhten die Anzahl der Kopfschüttelreaktionen – ein häufiges Anzeichen für psychedelische Aktivität bei Nagetieren – und erhöhten kurzzeitig die Bewegung. Aber bei der höchsten Dosis nahm die Bewegung nach etwa 30 Minuten erheblich ab, obwohl die Gamma-Konnektivität weiter zunahm. Dies deutet darauf hin, dass die Veränderungen in der Gehirndynamik nicht nur Reflexionen des Verhaltens waren, sondern möglicherweise einem einzigartigen inneren Zustand entsprachen.

Die Ergebnisse dieser Studie haben wichtige Implikationen für die zukünftige Forschung. Die Fähigkeit, dynamische Veränderungen in Gehirnnetzwerken während einer psychedelischen Erfahrung zu kartieren, eröffnet neue Wege, um zu verstehen, wie diese Drogen das Bewusstsein und die Kognition beeinflussen. Die Studie bietet auch eine Grundlage für Tests, wie verschiedene Psychedelika ähnliche oder unterschiedliche Muster der Gehirnaktivität erzeugen könnten.

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