神经科学家绘制了 10 种致幻药物对人类大脑的影响

大脑是人体最复杂的部分。为了让我们的大脑保持平稳运转，超过 100 种神经递质必须在白质和灰质的多个区域之间传递信息。研究人员很难追踪这些化学信使建立的大量连接——谷歌最近创建了最详细的神经元连接模式图之一，但即使是这家科技巨头也只能关注大脑的一小部分。

虽然可能需要几十年的时间才能完全绘制出人类大脑的图谱，但有办法追踪连接的不同方面。今天发表在《科学进展》上的一项新研究使用了改变心智的药物，如氯胺酮和外科麻醉剂丙泊酚，来追踪这些药物激活了哪些神经递质系统。这些发现有助于确定这些药物与意外神经递质之间的关联。它们还可以帮助确定某些病症和疾病的新治疗方案，因为作者发现，通常被不同药物改变的大脑区域通常会受到各种神经系统疾病的类似影响。

英国艾伦图灵研究所网络神经科学博士后研究员 Andrea Luppi 表示，诸如致幻药之类的药理学药物在医学上具有强大的用途。“麻醉药对手术非常有用。莫达非尼和哌甲酯可用于治疗某些疾病，”Luppi 说。“因此，了解它们如何作用于大脑并发挥其作用非常重要。”

但这类化学物质可能很难理解，因为它们激活不止一种神经递质受体。了解它们在大脑中的作用方式可以改善它们未来在临床实践中的应用。但仅根据临床效果来预测药物的作用机制是不够的。这些药物还可能影响其主要目标以外的其他神经递质。

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为了解答这些问题，卢皮和他的合著者分析了过去研究中的两组神经成像数据，以描绘出服用 10 种致幻药物时人类大脑的变化方式。这些药物分为三类：迷幻药（裸盖菇素、DMT、LSD、MDMA、死藤水和氯胺酮）、麻醉药（丙泊酚和七氟醚）和认知增强剂（莫达非尼和哌甲酯）。第一组数据基于 1,200 人的 PET 扫描，帮助团队勾勒出大脑中的 19 种分子：所有神经递质受体和转运体。

第二组数据集使用了 224 名急性接触这 10 种药物的人的 fMRI 扫描结果。据作者称，这是迄今为止规模最大的 fMRI 研究，绘制了受药物影响时神经递质的详细图谱。

脑图谱显示，致幻药物与多种神经递质系统相互作用。脑图谱显示了预期的关系，例如 MDMA 与其众所周知的靶标血清素 2A 受体之间的联系。然而，研究小组注意到，一些致幻药物，如麻醉药和迷幻药，除了主要分子靶标外，还能影响其他神经递质。例如，最低剂量的麻醉药主要针对大脑中的分子 GABA _A受体。但作者发现，随着剂量的增加，药物结合的分子会发生变化，从而激活更多样化的神经递质组。

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“我们习惯认为许多药物只有一个或几个分子靶点。我们的发现表明，即使一种药物通过特定受体发挥作用，它也会给许多神经递质系统带来下游影响。这强化了大脑是一个复杂系统的观点，”Luppi 说。

据研究作者称，他们的绘图为探索每种致幻药物如何影响神经递质格局提供了新的机会。它还可以帮助审查某些用于神经精神治疗的药物。作者说，致幻药物引起的活动变化与自闭症、抑郁症和精神分裂症等患者大脑中看到的变化相似。使用致幻药物重新连接功能受损的大脑区域可能是患有这些疾病的人的另一种治疗选择。