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为探究血清素2a受体(5-HT2a)、神经熵和主观效应与 N,N - 二甲基色胺(DMT)对大脑控制能量的影响,研究人员对 14 名健康个体进行研究。结果发现 DMT 降低控制能量,且与 EEG 信号多样性、主观药物强度相关,该研究为理解 DMT 对大脑的作用机制提供依据。
在神奇的大脑研究领域,神经科学的探索就像一场神秘的冒险。血清素类致幻剂,如 N,N - 二甲基色胺(DMT),能短暂改变人类的体验,还在治疗情感和成瘾性疾病方面展现出潜力。然而,目前人们对其在大脑中的作用机制却知之甚少。比如,DMT 如何影响大脑的活动状态转变?它与血清素受体之间有着怎样的联系?这些问题就像一团团迷雾,吸引着科研人员不断探索。
为了揭开这些谜团,来自康奈尔大学(Cornell University)、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)等研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上,为我们理解 DMT 对大脑的作用机制提供了重要线索。
研究人员主要运用了时间分辨网络控制分析、功能磁共振成像(fMRI)、脑电图(EEG)以及正电子发射断层扫描(PET)等技术。他们对 14 名健康个体进行了研究,在静脉注射 DMT 和安慰剂前后,同步采集 EEG 和 fMRI 数据。
研究结果如下:
- 全球控制能量降低:计算每位参与者 28 分钟静息状态下 DMT 和安慰剂 fMRI 扫描的控制能量时间序列,发现注射 DMT 后,大部分时间点(61.7%)的控制能量显著低于安慰剂。在网络层面,DMT 对视觉、额顶叶和默认模式网络的控制能量降低作用最为明显。
- 与信号多样性和主观药物强度相关:将 DMT 作用下的动态变化与信号多样性(通过 EEG 记录的 Lempel-Ziv 复杂度量化)和主观药物强度进行关联分析。结果发现,基于 fMRI 的全球控制能量降低越多,EEG 信号多样性增加越多;控制能量的降低还与药物主观效应强度随时间的变化相关。
- 区域控制能量与血清素2a受体的关系:从区域层面评估 DMT 对控制能量的影响,发现区域控制能量在注射 DMT 后通常降低,且与 EEG 信号多样性和药物强度评级呈负相关。通过计算区域控制能量指标与血清素2a受体皮质密度分布的相关性,发现二者呈负相关,即血清素2a受体越多的脑区,DMT 对其控制能量的降低作用越明显。
- 模拟 DMT 对控制能量的影响:利用安慰剂 fMRI 扫描数据、血清素2a受体密度信息和 DMT 血浆浓度的药代动力学模型,模拟 DMT 对控制能量的影响。结果表明,该模型能够成功估计 DMT 注射后 20 分钟内对全球控制能量的影响。
在研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。首先,研究表明 DMT 降低控制能量,这可能反映出大脑系统处于临界状态,更易进入多种状态动态。其次,研究揭示了控制能量与 EEG 信号多样性、主观药物效应之间的关联,将 fMRI 指标与参与者的实时体验联系起来。再者,研究发现区域控制能量的变化与血清素2a受体密度相关,血清素2a受体在解释 DMT 相关的皮质活动指标变化中起主导作用。最后,通过药代动力学和药效学信息模拟 DMT 对控制能量的影响,为网络控制理论在计算精神病学中的应用提供了重要的概念验证。不过,该研究也存在一定的局限性,如样本量较小、时间分辨指标增加了噪声敏感性等,这些都为后续研究指明了方向。总之,这项研究为深入理解 DMT 对大脑的作用机制奠定了坚实基础,也为未来相关领域的研究开辟了新的道路。