摘要研究人员首创了一种方法,可以同时测量清醒大鼠 128 个脑区的电信号。利用这种技术,他们观察到了迷幻药迷幻剂和氯胺酮对大脑神经振荡的影响。
尽管这两种药物的作用方式不同,但它们在整个大脑中诱发的波形相似。这种同步性可能有助于理解意识和潜在的精神病研究模型。
关键信息
研究发现,虽然迷幻药和氯胺酮会影响不同的大脑受体,但它们会产生相似的波形,这表明神经行为是同步的。
与单个神经元的活动相比,这种同步神经活动可能与迷幻体验有更多联系。
观察到的波模式可作为研究精神病和意识神经基础的宝贵研究模型。
资料来源:隆德大学
隆德大学的研究人员开发了一种技术,可以同时测量清醒大鼠大脑 128 个区域的电信号。然后,他们利用这些信息来测量当老鼠服用迷幻药时神经元会发生什么变化。
结果显示,大脑多个区域的神经元之间出现了意想不到的同步现象。
大脑中的电振荡可以让我们了解更多的经验,这个想法几年前就有了。当时,Pär Halje 和研究小组正在研究患有帕金森病的老鼠,这些老鼠有不自主运动的问题。
研究人员在患有帕金森病的老鼠大脑中发现了一种音调--一种振荡或电场波,频率为 80 赫兹。结果发现,这种波与不自主运动密切相关。
"一位波兰研究人员在给大鼠注射麻醉剂氯胺酮后也观察到了类似的电波。氯胺酮的剂量很低,所以老鼠是有意识的,而同等剂量的氯胺酮会让人产生迷幻体验。
"与患有帕金森症的老鼠相比,他们看到的电波出现在大脑更多的认知区域,频率也更高,但这仍然让我们考虑这两种现象之间是否存在联系。
"隆德大学神经生理学研究员 Pär Halje 说:"也许大脑运动区域的脑电波过多会导致运动症状,而认知区域的脑电波过多会导致认知症状。
Pär Halje 所在的研究小组开发了一种方法,利用电极同时测量清醒大鼠大脑 128 个独立区域的振荡。电波是由数千个神经元的累积活动引起的,但研究人员也成功地分离出了单个神经元的信号。
"对于其中的几个区域,这是第一次有人成功地展示了单个神经元是如何在清醒的动物体内受到迷幻剂影响的。当我们给大鼠注射迷幻药迷幻剂和氯胺酮时,这些电波被清晰地记录下来"。
集体波形
尽管氯胺酮和迷幻药会影响大脑中的不同受体--它们进入神经系统的途径完全不同--但即使单个细胞发出的信号不同,它们也会产生相同的波形。给老鼠注射迷幻药后,研究人员发现它们的神经元在大脑的各个部位都受到了抑制--它们发出的信号减少了。
氯胺酮似乎对大型神经元--锥体细胞--也有类似的效果,它们的表达受到抑制,而中间神经元--只聚集在组织局部的较小神经元--的信号却增加了。
Pär Halje对发表在《通讯生物学》(Communication Biology)上的这项研究结果的解释是,波现象与迷幻体验有关。
"氯胺酮和迷幻药引起的单个神经元的活动看起来截然不同,因此不能直接与迷幻体验联系起来。相反,与迷幻体验联系最紧密的似乎是这种独特的波现象--神经元的集体行为方式"。
精神病的研究模型
即使单个细胞中发生的事情很有趣,Pär Halje 也认为,整体比单个部分更大、更令人兴奋。
"振荡的行为方式很奇怪。人们可能会认为,一个强烈的波从某处开始,然后扩散到大脑的其他部分。
"但相反,我们看到神经元的活动以一种特殊的方式实现了同步--在我们能够进行测量的大脑所有部位,大脑中的波基本上是同时上升和下降的。
"这表明,除了相对缓慢的化学突触外,还有其他方式可以传递电波"。
Pär Halje 强调说,目前还很难知道这些电波是导致幻觉还是仅仅是幻觉的一种表现。但他认为,这提供了一种可能性,即这可能是幻觉。
(责任编辑:泉水)Original Research: Open access. “5-HT2AR and NMDAR psychedelics induce similar hyper-synchronous states in the rat cognitive-limbic cortex-basal ganglia system” by Pär Halje et al. Communications Biology |