Il n’y a pas de bouton de réinitialisation sur votre cerveau. Mais plus les scientifiques en apprennent sur les champignons magiques, plus nous savons qu’ils sont à peu près aussi proches d’un bouton de réinitialisation que possible.
La silocybine – la substance chimique hallucinogène contenue dans certains champignons – peut remodeler les cellules du cerveau et, de plus en plus, montre un potentiel pour traiter la dépendance ou la dépression. Aujourd’hui, grâce à de nouveaux modèles de cerveau, les scientifiques ont une meilleure idée de la façon dont tout cela se produit.
Les scientifiques ont construit un modèle du cerveau humain sous psilocybine, éclairant comment les champignons magiques permettent à notre cerveau d’accéder à un potentiel inexploité. Ce modèle montre que, sous l’influence de la psilocybine, le cerveau crée une boucle de rétroaction entre l’activité des neurones et la libération de neurotransmetteurs (les messagers chimiques que les neurones utilisent pour communiquer).
Cette découverte a été publiée lundi dans Proceedings of the National Academy of Sciences.
Cette dynamique crée un coup double qui pourrait permettre au cerveau de puiser dans des états autrement inaccessibles, notamment la « déstabilisation » des réseaux cérébraux individuels et la création d’un réseau plus « global » à travers le cerveau.
Cette déstabilisation est une hypothèse que les scientifiques ont utilisée pour expliquer pourquoi les champignons magiques peuvent créer des expériences psychédéliques. Mais elle pourrait également souligner pourquoi ils ont un potentiel en tant que traitement de troubles comme la dépression, explique Morten Kringlebach, premier auteur de l’étude et chercheur principal à l’université d’Oxford.
« L’utilisation de ce modèle sera cruciale pour vraiment comprendre comment la psilocybine peut rééquilibrer les troubles neuropsychiatriques tels que la dépression résistante au traitement et la dépendance », explique Kringlebach à Inverse.
Comment les champignons magiques affectent-ils le cerveau?
Cette étude est basée sur des images cérébrales prises chez neuf participants auxquels on a injecté soit de la psilocybine, soit un placebo. Les scientifiques ont utilisé ces images pour créer un « connectome cérébral complet » qui fournit une image de tous les neurones physiques du cerveau, ainsi que de l’activité des neurotransmetteurs qui font la navette.
Lors d’une journée moyenne dans le cerveau humain, les neurones s’activent constamment et les neurotransmetteurs empruntent des chemins bien tracés dans le cerveau, un peu comme des voitures sur une autoroute. Sous l’effet des champignons magiques, ces réseaux sont « déstabilisés », explique Kringlebach.
Des recherches antérieures ont montré que de nouveaux réseaux apparaissent en tandem. C’est comme si ces voitures sur l’autoroute avaient le champ libre pour s’écarter de l’autoroute et prendre des chemins de traverse vers de nouvelles destinations.
Les scientifiques commencent à comprendre comment cela fonctionne. Par exemple, la psilocybine (ainsi que les psychédéliques comme le DMT) imitent la sérotonine, un neurotransmetteur lié aux sentiments de bonheur ou d’amour. Kringelbach suggère que ces champignons font plus que simplement affecter le flux de sérotonine dans le cerveau.
« Nous voulions étudier le rôle de la neurotransmission dans la modification dynamique de l’activité de réseaux cérébraux entiers – et comment cela modifie la libération de neurotransmetteurs en retour », explique-t-il.
Les modèles ont montré que le cerveau est capable de puiser dans de nouveaux réseaux en couplant les effets de l’activité des neurones et la libération de neurotransmetteurs, comme la sérotonine. La libération de neurotransmetteurs et l’allumage des neurones fonctionnent ensemble – et lorsque vous avez l’un sans l’autre, tout le système s’effondre.
Lorsque les scientifiques ont ajusté leur modèle pour que ces processus fonctionnent indépendamment, ils ont constaté qu’ils n’étaient pas en mesure de recréer la même « déstabilisation » des réseaux que l’on observe habituellement lorsque quelqu’un prend des champignons magiques. La même panne dans leur modèle s’est produite lorsqu’ils ont remplacé les récepteurs de sérotonine typiques utilisés par les champignons magiques (récepteurs 5-HT2A) par d’autres types de récepteurs de sérotonine.
Ensemble, cela suggère que les récepteurs eux-mêmes, et les schémas d’activité des neurones sont nécessaires pour que la psilocybine fonctionne vraiment.
L’avenir des champignons magiques – Savoir que les récepteurs et l’activité des neurones sont tous deux nécessaires, dit Kringlebach, pourrait aider à mieux comprendre comment utiliser la drogue comme thérapie. À leur tour, ces modèles peuvent nous aider à visualiser un mystère persistant au sein du cerveau humain, dit Kringlebach.
« C’est depuis longtemps une énigme de savoir comment le connectome anatomique fixe du cerveau peut donner lieu à autant d’états cérébraux radicalement différents ; de l’état d’éveil normal au sommeil profond et aux états psychédéliques altérés », dit-il.
Nous n’avons qu’une quantité fixe de matériel dans le cerveau, et pourtant nous exécutons des logiciels très compliqués qui produisent des rêves, une conscience et – si quelqu’un prend une drogue comme le DMT – des « expériences de rupture. »
Si les champignons magiques démontrent quelque chose, c’est que le cerveau peut apprendre à utiliser son matériel fixe de manière très différente, si les bons ingrédients sont impliqués. L’astuce consiste à déterminer les outils dont le cerveau a besoin pour faire fonctionner différents types de logiciels sur ce matériel.
À l’avenir, l’équipe espère que son modèle pourrait nous aider à apprendre comment nous pouvons exécuter différents types de logiciels dans notre cerveau, et ce faisant, aider à traiter des conditions telles que la dépression.
« Ce nouveau modèle nous donnera les outils causaux tant nécessaires pour potentiellement concevoir de nouvelles interventions pour soulager la souffrance humaine dans les troubles neuropsychiatriques », dit Kringlebach.
Résumé : Des progrès remarquables ont été réalisés grâce aux modèles de cerveau entier reliant l’anatomie et la fonction. Paradoxalement, on ne voit pas comment un système dynamique neuronal fonctionnant dans le connectome anatomique humain fixe peut donner lieu aux riches changements dans le répertoire fonctionnel associé au fonctionnement du cerveau humain, ce qui est impossible à ex- plier par la plasticité à long terme. La neuromodulation a évolué pour permettre une telle flexibilité en actualisant dynamiquement l’efficacité de la connectivité anatomique fixe. Nous présentons ici un cadre théorique modélisant le couplage dynamique mutuel entre les systèmes de neurones et de neurotransmetteurs. Nous démontrons que ce cadre est essentiel pour faire progresser notre compréhension de la dynamique du cerveau entier par le couplage bidirectionnel des deux systèmes en combinant des données de neuro-imagerie multimodale (imagerie par résonance magnétique de diffusion, imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et tomographie électronique à positrons) pour expliquer les effets fonctionnels de la stimulation des récepteurs sérotoninergiques spécifiques (5-HT2AR) par la psilocybine chez l’homme sain. Cette avancée permet de comprendre pourquoi la psilocybine s’avère très prometteuse comme intervention thérapeutique dans les troubles neuropsychiatriques, notamment la dépression, l’anxiété et la dépendance. Dans l’ensemble, ces connaissances démontrent que le couplage mutuel entre le système neuronal et le système de neurotransmission dans l’ensemble du cerveau est essentiel pour comprendre la flexibilité remarquable du fonctionnement du cerveau humain, malgré le fait qu’il faille s’appuyer sur une connectivité anatomique fixe.