投稿者: 新しい研究は、サイケデリックな体験が脳内の「超同期性」に関連しているという証拠を示しています。 Communication Biology誌に掲載されたこの研究では、LSDやケタミンなどの物質が、さまざまな領域にわたる異常に同期した高周波振動を特徴とする、「異常に強い」電気的脳活動パターンを生成することが判明した。
サイケデリックの最も興味深い側面の 1 つは、知覚、認知、自己認識の重大な変化を特徴とする変性意識状態を誘発する能力です。これらの変化した状態は、脳の活動が主観的な経験をどのように引き起こすかを調査するユニークな機会を提供します。研究者らは、変化した状態の神経相関を調べることで、意識の神経基盤と意識が変化するメカニズムを明らかにしたいと考えた。
「意識は、常に私を魅了してきた根本的な問いの一つです。私たちは、他の哺乳類と同じ神経の「ハードウェア」のほとんどを共有しているため、サイケデリックは実験動物の意識の神経基盤を研究するための優れたツールだと思います」と研究著者で、認知神経科学者でありルンド大学の神経生理学研究者であるペール・ハルジェ氏は述べた。
研究を実施するために、研究者らは覚醒したラットを実験対象として使用した。彼らは、ラットの脳の 128 の異なる領域からの電気信号を同時に記録する技術を開発しました。これには、複数のワイヤーを備えた微小電極アレイを特定の脳領域に埋め込むことが含まれていました。
これらのアレイにより、研究者らは局所電場電位 (LFP) とさまざまな脳領域の単一単位活動の両方を測定できるようになりました。 LFP は数千のニューロンの集合的な活動によって生成される電気信号ですが、単一単位の活動は個々のニューロンの発火パターンを表します。
研究者らは、LSD、DOI（2,5-ジメトキシ-4-ヨードアアンフェタミン）、ケタミン、PCP（フェンシクリジン）など、さまざまな精神活性物質をラットに投与した。
LSD と DOI は、セロトニン作動性受容体、特に 5-HT2A 受容体と相互作用することが知られています。一方、ケタミンと PCP は、N-メチル-D-アスパラギン酸受容体を表す NMDAR と呼ばれる別のタイプの受容体のアゴニストです。この受容体は神経伝達物質のグルタミン酸と関連しており、学習、記憶、神経伝達などのプロセスに関与しています。
研究者らは、非サイケデリックな向精神性対照としてアンフェタミンも含めました。これらの物質が脳の活動に及ぼす影響が記録され、分析されました。
Haljeらは、5-HT2ARサイケデリックとNMDARサイケデリックがニューロンの発火率に異なる影響を与えることを発見した。しかし、個々の細胞レベルでのこれらの違いにもかかわらず、どちらのタイプのサイケデリックも、脳内の電気活動の急速かつ反復的なパターンである高周波振動の形で、ニューロン集団の集団活動に同様の変化を引き起こしました。
特に印象的だったのは、これらの高周波振動が脳のさまざまな部分、特に腹側線条体と皮質領域でほぼ同時に発生したことです。脳のさまざまな領域からの信号は、相互にほぼ完全に同期して発火していましたが、その間の遅延は信じられないほど小さく、多くの場合 1 ミリ秒未満でした。これは、化学シナプスを介した比較的遅い通信だけに依存していない独自の同期パターンを示唆しています。
「私たちは、単一の脳構造が波を生成し、それが他の場所に広がったと仮定しました」とハルジェ氏は説明した。 「しかしその代わりに、波が検出できる脳のすべての部分でほぼ同時に波が上下することがわかりました。これは位相同期と呼ばれる現象です。」
言い換えれば、LSD とケタミンの影響下で個々の脳細胞が異なる動作をしていても、脳のさまざまな部分が通信する全体的な方法は、非常に高速で同期した信号によって驚くほどの類似性を示しました。
「私たちの研究は、サイケデリックがニューロンの相互作用の仕方を根本的に変えることを示しています」とハルジェ氏はサイポストに語った。 「興味深いことに、最も重要な変化は個々のニューロンのレベルではなく、ニューロンが集合的にどのように行動するかに起こります。サイケデリックスが複数の脳領域で高度に同期した脳波を誘発することが観察されています。」
この研究は、発火率の変化をサイケデリックな状態に直接結び付けるモデルに挑戦します。高周波振動の出現はニューロン集団の発火率とはほとんど独立しており、発火率の変化だけではサイケデリックによって引き起こされる状態の変化を完全に説明できない可能性があることを示唆している。
この発見は、精神病の研究とモデル化に潜在的な示唆を与えてくれます。サイケデリック状態にあるラットで観察される独特の振動パターンは、精神病性障害の特定の側面を理解するための貴重な研究モデルとして役立つ可能性があります。精神病の症状は多くの場合複雑で、実験室環境でモデル化するのが難しいため、これは特に役立つ可能性があります。
「精神病がどれほど劇的に現れるかを考えると、測定できる共通のパターンがあるはずです。これまでのところ、そのようなことはありませんでしたが、現在ではラットに非常に特異的な振動パターンが見られ、それを測定することができます」とハルジェ氏はニュースリリースで述べた。
この研究はまた、意識を理解するための刺激的な道を切り開きました。サイケデリックな状態の間に脳内で観察される同期振動パターンは、意識の神経基盤を研究するためのツールとして役立つ可能性があります。
「AIの発展を考慮すると、知能とは何を意味するのか、意識とは何を意味するのかを明確にすることがますます重要になっています」とハルジェ氏は述べた。 「自己認識は自然発生的に起こるものなのでしょうか、それとも組み込まれなければならないものなのでしょうか？今日、私たちはこれを知りません。なぜなら、私たちの脳の意識に必要な要素が何であるかがわからないからです。これがエキサイティングな点であり、私たちが見ている同期パターン、そしてこれが意識の神経基盤を追跡するのに役立つかどうかです。」
研究結果は、超同調性と変性意識との間に潜在的な関連性があることを示唆しているが、動物モデルと人間のサイケデリックな体験を直接比較するには、種間の違いがあるため注意が必要である。動物モデルは、特に細胞レベルで現象を扱う場合に有用な情報を提供することがよくありますが、その発見は人間の経験に直接反映されない可能性があります。
「研究はラットを使って行われたので、人間の意識との関連性は推測の域を出ません」とハルジェ氏はサイポストに語った。 「意識経験のどのような側面を私たちがネズミと共有しているのかを知る方法はまったくありません。」
「5-HT2AR および NMDAR サイケデリックは、ラットの認知大脳辺縁系皮質 – 大脳基底核系において同様の超同期状態を誘導する」という研究は、Ivani Brys、Sebastian A. Barrientos、Jon Ezra Ward、Jonathan Wallander、Per Petersson、およびパー・ハルジェ。
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