Es gibt keinen Reset-Knopf an Ihrem Gehirn. Aber je mehr Wissenschaftler über Magic Mushrooms lernen, desto mehr wissen wir, dass sie einem Reset-Knopf so nahe kommen, wie wir ihn bekommen können.
Psilocybin – die halluzinogene Chemikalie in bestimmten Pilzen – kann Zellen im Gehirn neu formen und zeigt zunehmend Potenzial zur Behandlung von Sucht oder Depression. Mit neuen Gehirnmodellen bekommen Wissenschaftler nun eine bessere Vorstellung davon, wie das alles passiert.
Wissenschaftler haben ein Modell des menschlichen Gehirns unter dem Einfluss von Psilocybin konstruiert, das beleuchtet, wie die Zauberpilze unserem Gehirn den Zugang zu ungenutztem Potenzial ermöglichen. Dieses Modell zeigt, dass das Gehirn unter dem Einfluss von Psilocybin eine Rückkopplungsschleife von Neuronenaktivität und Neurotransmitter-Ausschüttung (die chemischen Botenstoffe, mit denen Neuronen kommunizieren) erzeugt.
Dieser Befund wurde am Montag in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Diese Dynamik erzeugt einen Doppelschlag, der es dem Gehirn ermöglichen könnte, sonst unzugängliche Zustände anzuzapfen, einschließlich der „Destabilisierung“ einzelner Gehirnnetzwerke und der Schaffung eines „globaleren“ Netzwerks im gesamten Gehirn.
Diese Destabilisierung ist eine Hypothese, die Wissenschaftler benutzt haben, um zu erklären, warum Magic Mushrooms psychedelische Erfahrungen erzeugen können. Sie könnte aber auch unterstreichen, warum sie Potenzial zur Behandlung von Störungen wie Depressionen haben, erklärt Morten Kringlebach, Erstautor der Studie und Senior Research Fellow an der University of Oxford.
„Die Verwendung dieses Modells wird entscheidend sein, um wirklich zu verstehen, wie Psilocybin neuropsychiatrische Störungen wie behandlungsresistente Depression und Sucht wieder ins Gleichgewicht bringen kann“, sagt Kringlebach gegenüber Inverse.
Wie wirken sich Zauberpilze auf das Gehirn aus?
Diese Studie basiert auf Gehirnbildern von neun Teilnehmern, die entweder Psilocybin oder ein Placebo injiziert bekamen. Die Wissenschaftler nutzten diese Bilder, um ein „Ganzhirn-Konnektom“ zu erstellen, das ein Bild aller physischen Neuronen im Gehirn liefert, sowie die Aktivität der Neurotransmitter, die hin und her gependelt werden.
Während eines durchschnittlichen Tages im menschlichen Gehirn feuern die Neuronen ständig und die Neurotransmitter reisen auf ausgetretenen Pfaden durch das Gehirn, ähnlich wie Autos auf einer Autobahn. Auf Magic Mushrooms werden diese Netzwerke „destabilisiert“, erklärt Kringlebach.
Vorangegangene Forschungen haben gezeigt, dass neue Netzwerke im Tandem erscheinen. Es ist, als ob die Autos auf der Autobahn freie Hand bekämen, um von der Autobahn abzuweichen und Nebenstraßen zu neuen Zielen zu nehmen.
Wissenschaftler beginnen zu verstehen, wie das funktioniert. Psilocybin (und auch Psychedelika wie DMT) ahmen zum Beispiel Serotonin nach, einen Neurotransmitter, der mit Glücksgefühlen oder Liebe zu tun hat. Kringelbach vermutet, dass diese Pilze mehr tun als nur den Serotoninfluss im Gehirn zu beeinflussen.
„Wir wollten untersuchen, welche Rolle die Neurotransmission bei der dynamischen Veränderung der Aktivität in Ganzhirnnetzwerken spielt – und wie dies im Gegenzug die Neurotransmitterfreisetzung verändert“, erklärt er.
Die Modelle zeigten, dass das Gehirn in der Lage ist, neue Netzwerke zu erschließen, indem es die Effekte von Neuronenaktivität und die Freisetzung von Neurotransmittern, wie Serotonin, koppelt. Die Freisetzung von Neurotransmittern und das Feuern von Neuronen arbeiten zusammen – und wenn man das eine ohne das andere hat, fällt das ganze System auseinander.
Als die Wissenschaftler ihr Modell so anpassten, dass diese Prozesse unabhängig voneinander ablaufen, stellten sie fest, dass sie nicht in der Lage waren, die gleiche „Destabilisierung“ von Netzwerken zu erzeugen, die man normalerweise sieht, wenn jemand auf Magic Mushrooms ist. Der gleiche Zusammenbruch in ihrem Muster geschah, als sie die typischen Serotoninrezeptoren, die von Magic Mushrooms genutzt werden (5-HT2A-Rezeptoren), durch andere Arten von Serotoninrezeptoren ersetzten.
Zusammengenommen deutet dies darauf hin, dass sowohl die Rezeptoren selbst, als auch die Muster der Neuronenaktivität notwendig sind, damit Psilocybin wirklich wirkt.
Die Zukunft der Magic Mushrooms – Das Wissen, dass sowohl die Rezeptoren als auch die Neuronenaktivität benötigt werden, so Kringlebach, könnte helfen, besser zu verstehen, wie man die Droge als Therapie einsetzen kann. Im Gegenzug können diese Modelle uns helfen, ein anhaltendes Mysterium im menschlichen Gehirn zu visualisieren, sagt Kringlebach.
„Es ist seit langem ein Rätsel, wie das fixe anatomische Konnektom des Gehirns so viele radikal unterschiedliche Hirnzustände hervorrufen kann; vom normalen Wachzustand über den Tiefschlaf bis hin zu veränderten psychedelischen Zuständen“, sagt er.
Wir haben nur eine fixe Menge an Hardware im Gehirn, aber wir lassen eine hochkomplizierte Software laufen, die Träume, Bewusstsein und – wenn jemand auf einer Droge wie DMT ist – „bahnbrechende Erfahrungen“ erzeugt.
Wenn die magischen Pilze etwas demonstrieren, dann, dass das Gehirn lernen kann, seine feste Hardware auf sehr unterschiedliche Weise zu nutzen, wenn die richtigen Zutaten im Spiel sind. Der Trick ist, herauszufinden, welche Werkzeuge das Gehirn braucht, um verschiedene Arten von Software auf dieser Hardware laufen zu lassen.
In der Zukunft, so hofft das Team, könnte ihr Modell uns helfen zu lernen, wie wir verschiedene Arten von Software in unserem Gehirn laufen lassen können, und dabei helfen, Zustände wie Depressionen zu behandeln.
„Dieses neue Modell wird uns die dringend benötigten, kausalen Werkzeuge geben, um möglicherweise neue Interventionen zu entwerfen, um das menschliche Leiden bei neuropsychiatrischen Störungen zu lindern“, sagt Kringlebach.
Abstract: Bemerkenswerte Fortschritte wurden durch Ganzhirnmodelle erzielt, die Anatomie und Funktion miteinander verbinden. Paradoxerweise ist nicht klar, wie ein neuronales dynamisches System, das im festen anatomischen Konnektom des Menschen abläuft, zu den reichhaltigen Veränderungen im funktionellen Repertoire führen kann, die mit der menschlichen Hirnfunktion verbunden sind und die nicht durch Langzeitplastizität zu erklären sind. Die Neuromodulation hat sich entwickelt, um eine solche Flexibilität zu ermöglichen, indem sie die Effektivität der festen anatomischen Konnektivität dynamisch aktualisiert. Hier stellen wir einen theoretischen Rahmen vor, der die dynamische gegenseitige Kopplung zwischen dem neuronalen und dem Neurotransmittersystem modelliert. Wir zeigen, dass dieser Rahmen entscheidend ist, um unser Verständnis der Ganzhirn-Dynamik durch die bidirektionale Kopplung der beiden Systeme voranzutreiben, indem wir multimodale Neuroimaging-Daten (Diffusions-Magnetresonanztomographie , funktionelle Magnetresonanztomographie und Positronenelektronentomographie ) kombinieren, um die funktionellen Effekte einer spezifischen serotoninergen Rezeptor (5-HT2AR) Stimulation mit Psilocybin bei gesunden Menschen zu erklären. Dieser Fortschritt liefert ein Verständnis dafür, warum Psilocybin als therapeutische Intervention bei neuropsychiatrischen Störungen wie Depression, Angst und Sucht so vielversprechend ist. Insgesamt zeigen diese Erkenntnisse, dass die wechselseitige Kopplung des gesamten Gehirns zwischen den neuronalen und den Neurotransmissionssystemen wesentlich für das Verständnis der bemerkenswerten Flexibilität der menschlichen Gehirnfunktion ist, obwohl man sich auf eine feste anatomische Konnektivität verlassen muss.