同时检测128个脑区寻找迷幻药作用大脑的机理

　　

隆德大学的研究人员开发了一种技术，可以同时测量醒着的大鼠大脑128个区域的电信号。然后，他们利用这些信息来测量给大鼠服用致幻剂时神经元发生的变化。结果显示，在大脑的几个区域的神经元之间有一种意想不到的同步。

大脑中的电振荡可以用来告诉我们更多关于我们的经历的想法是在几年前提出的。Pär Halje和研究小组正在研究患有帕金森病的大鼠，这些大鼠有不自主运动的问题。研究人员在患有帕金森氏症的大鼠的大脑中发现了一种80赫兹的音调——电场中的振荡或波。结果表明，这种波与无意识运动密切相关。

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脑电波。小剂量的氯胺酮使大鼠清醒，而等量的氯胺酮使人产生幻觉。与患有帕金森症的大鼠相比，他们看到的脑电波出现在更多的大脑认知区域，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。也许大脑运动区过多的脑电波会导致运动症状，而认知区过多的脑电波会导致认知症状，”隆德大学神经生理学研究员Pär Halje说。

Pär Halje所属的研究小组开发了一种方法，该方法使用电极同时测量清醒大鼠大脑128个不同区域的振荡。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从单个神经元中分离出信号。

“对于其中的几个区域，这是第一次有人成功地展示了清醒动物的单个神经元是如何受到LSD的影响的。当我们给大鼠服用致幻剂LSD和氯胺酮时，电波被清楚地记录了下来。”

集体波型

尽管氯胺酮和LSD影响大脑中不同的受体——它们以完全不同的方式进入神经系统——但即使来自单个细胞的信号不同，它们也会产生相同的波形。当给大鼠服用LSD后，研究人员发现它们的神经元在大脑的所有部位都受到了抑制——它们发出的信号更少了。

氯胺酮似乎对大神经元(锥体细胞)也有类似的作用，它们的表达受到抑制，而中间神经元(仅在组织中局部聚集的较小神经元)的信号传导则增加。

Pär Halje对发表在《Communications Biology》上的研究结果进行了解释，认为这种波现象与迷幻体验有关。“氯胺酮和LSD引起的单个神经元的活动看起来完全不同，因此不能直接与迷幻体验联系起来。相反，似乎是这种独特的波现象——神经元的集体行为——与迷幻体验最密切相关。”

精神病的研究模式

即使单个细胞中发生的事情很有趣，Pär Halje认为整体比单个细胞更大，更令人兴奋。

“振荡以一种奇怪的方式表现。有人可能会认为，强脑电波从某个地方开始，然后传播到大脑的其他部位。但相反，我们看到神经元的活动以一种特殊的方式同步——大脑中的电波在我们能够测量的大脑的所有部分基本上同时上升和下降。这表明，除了相对较慢的化学突触，还有其他方式传递脑电波。”

Pär Halje强调，很难知道这些电波是导致幻觉还是仅仅是幻觉的一种迹象。但是，他认为，这开辟了一种可能性，即它可以被用作精神病的研究模型，而目前还没有好的模型。“考虑到精神病表现的剧烈程度，应该有一个我们可以衡量的共同模式。到目前为止，我们还没有做到这一点，但我们现在在大鼠身上看到了一种非常特殊的振荡模式，我们能够测量。”

电波能揭示更多关于意识的信息吗?

还有一个梦想是，这个模型将帮助我们寻找意识背后的机制，并且测量可能是研究意识是如何形成的一种方法。

“鉴于人工智能的发展，澄清我们所说的智能和意识的含义变得越来越重要。自我意识是自发产生的，还是需要后天建立的?我们今天还不知道这一点，因为我们不知道我们大脑中意识的必要成分是什么。这就是令人兴奋的地方，我们看到的同步模式，以及这是否能帮助我们追踪意识的神经基础，”Pär Halje说。

由隆德大学提供