Psychedelica staan ​​erom bekend dat ze opwekkend zijn veranderde bewustzijnstoestanden bij mensen door onze normale patronen van zintuiglijke waarneming, gedachten en emoties fundamenteel te veranderen. Onderzoek naar de therapeutische potentie van psychedelica is aanzienlijk toegenomen in het laatste decennium.

Hoewel dit onderzoek belangrijk is, ben ik altijd meer geïntrigeerd geweest door het idee dat psychedelica kunnen worden gebruikt als hulpmiddel om de neurale basis van het menselijk bewustzijn bij proefdieren te bestuderen. Uiteindelijk delen we dezelfde fundamentele neurale hardware met andere zoogdieren, en mogelijk ook enkele basisaspecten van bewustzijn. Dus door te onderzoeken wat er in de hersenen gebeurt als er een psychedelisch veroorzaakte verandering in de bewuste ervaring plaatsvindt, kunnen we misschien inzicht krijgen in wat bewustzijn überhaupt is.

We weten nog steeds niet veel over hoe de netwerken van cellen in de hersenen bewuste ervaringen mogelijk maken. De overheersende opvatting is dat bewustzijn op de een of andere manier naar voren komt als een collectief fenomeen wanneer de verspreide informatieverwerking van individuele neuronen (hersencellen) wordt geïntegreerd terwijl de cellen op elkaar inwerken.

Maar het mechanisme waarmee dit zou moeten gebeuren, blijft onduidelijk. Nu onze onderzoek bij ratten, gepubliceerd in Biology Communicationssuggereert dat psychedelica de manier waarop neuronen samenwerken en zich collectief gedragen radicaal veranderen.

Onze studie vergeleek twee verschillende klassen psychedelica bij ratten: het klassieke LSD-type en het minder typische ketamine-type (ketamine is een verdovingsmiddel in grotere doses). Het is bekend dat beide klassen psychedelische ervaringen bij mensen opwekken, ondanks dat ze op verschillende receptoren in de hersenen inwerken.

Hersengolven verkennen

We gebruikten elektroden om tegelijkertijd de elektrische activiteit te meten in 128 afzonderlijke delen van de hersenen van negen wakkere ratten, terwijl ze psychedelica kregen. De elektroden kunnen twee soorten signalen opvangen: elektrische hersengolven veroorzaakt door de cumulatieve activiteit in duizenden neuronen, en kleinere voorbijgaande elektrische pulsen, actiepotentialen genoemd, van individuele neuronen.

De klassieke psychedelica, zoals LSD en psilocybine (het actieve ingrediënt in paddo’s), activeren een receptor in de hersenen (5-HT2A) die zich normaal gesproken bindt aan serotonine, een neurotransmitter die de stemming en vele andere dingen reguleert. Ketamine daarentegen werkt door het remmen van een andere receptor (NMDA), die normaal gesproken wordt geactiveerd door glutamaat, de belangrijkste neurotransmitter in de hersenen die ervoor zorgt dat neuronen vuren.

We speculeerden dat, ondanks deze verschillen, de twee klassen psychedelica vergelijkbare effecten zouden kunnen hebben op de activiteit van hersencellen. Het bleek inderdaad dat beide medicijnklassen een zeer vergelijkbaar en onderscheidend patroon van hersengolven in meerdere hersengebieden induceerden.

De hersengolven waren ongewoon snel en oscilleerden ongeveer 150 keer per seconde. Ze waren ook verrassend gesynchroniseerd tussen verschillende hersengebieden. Het is bekend dat korte uitbarstingen van oscillaties met een vergelijkbare frequentie onder normale omstandigheden af ​​en toe voorkomen in sommige hersengebieden. Maar in dit geval vonden ze gedurende langere tijd plaats.

Ten eerste gingen we ervan uit dat een enkele hersenstructuur de golf genereerde en dat deze zich vervolgens naar andere locaties verspreidde. Maar de gegevens kwamen niet overeen met dat scenario. In plaats daarvan zagen we dat de golven bijna gelijktijdig op en neer gingen in alle delen van de hersenen waar we ze konden detecteren, een fenomeen dat we fase synchronisatie. Een dergelijke nauwe fasesynchronisatie over zulke lange afstanden is, voor zover wij weten, nog nooit eerder waargenomen.

We waren ook in staat actiepotentialen van individuele neuronen te meten tijdens de psychedelische toestand. Actiepotentialen zijn elektrische pulsen, niet langer dan een duizendste van een seconde, die worden gegenereerd door het openen en sluiten van ionenkanalen in het celmembraan. De actiepotentialen zijn de belangrijkste manier waarop neuronen elkaar beïnvloeden. Daarom worden ze beschouwd als de belangrijkste informatiedrager in de hersenen.

De actiepotentiaalactiviteit veroorzaakt door LSD en ketamine verschilde echter aanzienlijk. Als zodanig konden ze niet direct in verband worden gebracht met de algemene psychedelische toestand. Bij LSD werden de neuronen in alle delen van de hersenen geremd – wat betekent dat ze minder actiepotentialen afvuurden. Voor ketamine was het effect afhankelijk van het celtype: bepaalde grote neuronen werden geremd, terwijl een type kleinere, lokaal verbindende neuronen meer vuurden.

Daarom is het waarschijnlijk het gesynchroniseerde golffenomeen – hoe de neuronen zich collectief gedragen – dat het sterkst verbonden is met de psychedelische toestand. Mechanisch gezien is dit enigszins logisch. Het is waarschijnlijk dat dit soort verhoogde synchronisatie grote gevolgen heeft voor de integratie van informatie in neurale systemen waar normale perceptie en cognitie op vertrouwen.

Ik denk dat dit mogelijke verband tussen systeemdynamiek op neuronniveau en bewustzijn fascinerend is. Het suggereert dat bewustzijn berust op een gekoppelde collectieve toestand in plaats van op de activiteit van individuele neuronen; het is groter dan de som der delen.

Dat gezegd hebbende, is deze link op dit moment nog steeds zeer speculatief. Dat komt omdat het fenomeen nog niet is waargenomen in menselijke hersenen. Ook moet men voorzichtig zijn bij het extrapoleren van menselijke ervaringen naar andere dieren; het is natuurlijk onmogelijk om precies te weten welke aspecten van een reis we delen met onze knaagdierverwanten.

Maar als het gaat om het ontrafelen van het diepe mysterie van het bewustzijn, is elk stukje informatie waardevol.

Pär Halje, Associate Research Fellow van Neurofysiologie, Lund University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Krediet van het beeld: Gerd Altmann oppompen van Pixabay

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• ChartPrime. Verhoog uw handelsspel met ChartPrime. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2023/08/23/consciousness-may-rely-on-brain-cells-acting-collectively-new-psychedelics-research-finds/