迷幻药以从根本上改变我们正常的感官知觉、思想和情感模式来诱导人类意识状态的改变而闻名。在过去十年中，对迷幻药治疗潜力的研究显着增加。

虽然这项研究很重要，但我一直对迷幻药可以用作研究实验动物人类意识神经基础的工具的想法更感兴趣。我们最终与其他哺乳动物共享相同的基本神经硬件，也可能共享意识的一些基本方面。

因此，通过研究当意识体验发生迷幻诱发的变化时大脑中会发生什么，我们也许可以首先深入了解意识是什么。

我们仍然不太了解大脑中的细胞网络如何实现意识体验。占主导地位的观点是，当单个神经元（脑细胞）的分散信息处理在细胞相互作用时被整合时，意识以某种方式成为一种集体现象。

但这种情况发生的机制尚不清楚。现在，我们发表在《通信生物学》（Communications Biology）上的关于大鼠的研究表明，迷幻药从根本上改变了神经元相互作用和集体行为的方式。

我们的研究比较了大鼠中两种不同类别的迷幻药：经典的LSD型和不太典型的氯胺酮型（氯胺酮是一种大剂量的麻醉剂）。众所周知，这两类药物都会在人类中诱发迷幻体验，尽管它们作用于大脑中的不同受体。

探索脑电波

我们使用电极同时测量九只清醒大鼠大脑中128个不同区域的电活动，同时给予它们迷幻剂。电极可以接收两种信号：由数千个神经元的累积活动引起的脑电波，以及来自单个神经元的较小的瞬态电脉冲，称为动作电位。

经典的迷幻药，如LSD和裸盖菇素（神奇蘑菇中的活性成分），激活大脑中的受体（5-HT2A），该受体通常与血清素结合，血清素是一种调节情绪和许多其他东西的神经递质。另一方面，氯胺酮通过抑制另一种受体（NMDA）起作用，该受体通常由谷氨酸激活，谷氨酸是大脑中使神经元放电的主要神经递质。

我们推测，尽管存在这些差异，但两类迷幻药可能对脑细胞的活动产生相似的影响。事实上，事实证明，这两种药物类别在多个大脑区域诱导了非常相似和独特的脑电波模式。

脑电波异常快，每秒振荡约150次。它们在不同的大脑区域之间也令人惊讶地同步。已知在某些大脑区域的正常条件下偶尔会发生类似频率的短暂振荡。但在这种情况下，它发生了很长时间。

首先，我们假设单个大脑结构正在产生波，然后它扩散到其他位置。但数据与这种情况不一致。相反，我们看到波在大脑的所有部位几乎同时上升和下降，我们可以检测到它们 - 这种现象称为相位同步。据我们所知，在如此长的距离上如此紧密的相位同步以前从未观察到过。

我们还能够在迷幻状态下测量单个神经元的动作电位。动作电位是由细胞膜中离子通道的打开和关闭产生的不超过千分之一秒的电脉冲。动作电位是神经元相互影响的主要方式。因此，它们被认为是大脑中信息的主要载体。

然而，LSD和氯胺酮引起的动作电位活性差异显著。因此，它们不能与一般的迷幻状态直接联系起来。对于LSD，神经元在大脑的所有部位都被抑制 - 这意味着它们发射的动作电位更少。对于氯胺酮，效果取决于细胞类型 - 某些大的神经元被抑制，而一种较小的，局部连接的神经元，激发更多。

因此，可能是同步波现象 - 神经元如何集体行为 - 与迷幻状态最密切相关。从机械上讲，这是有道理的。这种增加的同步性很可能对正常感知和认知所依赖的跨神经系统的信息整合有很大的影响。

我认为神经元水平的系统动力学和意识之间的这种可能联系是迷人的。它表明意识依赖于耦合的集体状态，而不是单个神经元的活动 - 它大于其各部分的总和。

也就是说，在这一点上，这种联系仍然是高度投机的。那是因为这种现象尚未在人类大脑中观察到。此外，在将人类经历外推到其他动物身上时，应该谨慎——当然不可能确切地知道我们与啮齿动物亲戚分享旅行的哪些方面。

但是，当涉及到破解意识的深层奥秘时，每一点信息都是有价值的。