Psychedelica kunnen helpen bewustzijn te ontdekken. agsandrew/Shutterstock
Psychedelica staan erom bekend dat ze veranderde bewustzijnstoestanden bij mensen teweegbrengen door ons normale patroon van zintuiglijke waarneming, denken en emotie fundamenteel te veranderen. Onderzoek naar de therapeutische mogelijkheden van psychedelica is de laatste tien jaar sterk toegenomen.
Hoewel dit onderzoek belangrijk is, ben ik altijd meer geïntrigeerd geweest door het idee dat psychedelica gebruikt kunnen worden als hulpmiddel om de neurale basis van het menselijk bewustzijn bij proefdieren te bestuderen. Uiteindelijk delen we dezelfde neurale basishardware met andere zoogdieren, en mogelijk ook enkele basisaspecten van bewustzijn. Dus door te onderzoeken wat er in de hersenen gebeurt bij een psychedelisch geïnduceerde verandering in de bewuste ervaring, kunnen we misschien inzichten krijgen in wat bewustzijn eigenlijk is.
We weten nog steeds niet veel over hoe de netwerken van cellen in de hersenen bewuste ervaring mogelijk maken. De dominante opvatting is dat bewustzijn op de een of andere manier ontstaat als een collectief fenomeen wanneer de verspreide informatieverwerking van individuele neuronen (hersencellen) wordt geïntegreerd wanneer de cellen met elkaar interageren.
Maar het mechanisme waarmee dit zou moeten gebeuren blijft onduidelijk. Nu suggereert onze studie op ratten, gepubliceerd in Communications Biology, dat psychedelica de manier waarop neuronen met elkaar communiceren 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). Van beide klassen is bekend dat ze psychedelische ervaringen opwekken bij mensen, ondanks dat ze op verschillende receptoren in de hersenen werken.
Hersengolven onderzoeken
We gebruikten elektroden om tegelijkertijd de elektrische activiteit te meten van 128 afzonderlijke hersengebieden van negen wakkere ratten terwijl ze psychedelica kregen toegediend. De elektroden konden twee soorten signalen opvangen: elektrische hersengolven veroorzaakt door de cumulatieve activiteit in duizenden neuronen, en kleinere voorbijgaande elektrische pulsen, actiepotentialen genaamd, 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 normaal 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 wordt geactiveerd door glutamaat, de primaire neurotransmitter in de hersenen om neuronen te laten 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 klassen psychedelica een zeer vergelijkbaar en onderscheidend patroon van hersengolven opwekten in meerdere hersengebieden.
De hersengolven waren ongewoon snel, ze 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 af en toe voorkomen onder normale omstandigheden in sommige hersengebieden. Maar in dit geval gebeurde het voor langere tijd.
Hersengolven op elektro-encefalogram EEG.
Chaikom/Shutterstock
Eerst namen we aan dat een enkele hersenstructuur de golf genereerde en dat deze zich vervolgens verspreidde naar andere locaties. 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 waarnemen – een fenomeen dat fasesynchronisatie wordt genoemd. Zo’n strakke fasesynchronisatie over zulke grote afstanden is voor zover wij weten nog nooit eerder waargenomen.
We waren ook in staat om actiepotentialen van individuele neuronen te meten tijdens de psychedelische staat. Actiepotentialen zijn elektrische pulsen, niet langer dan een duizendste van een seconde, die gegenereerd worden door het openen en sluiten van ionenkanalen in het celmembraan. Actiepotentialen zijn de belangrijkste manier waarop neuronen elkaar beïnvloeden. Daarom worden ze beschouwd als de belangrijkste informatiedrager in de hersenen.
De actiepotentiaal activiteit veroorzaakt door LSD en ketamine verschilde echter aanzienlijk. Daarom konden ze niet direct gekoppeld worden aan de algemene psychedelische toestand. Voor LSD werden neuronen geremd – wat betekent dat ze minder actiepotentialen afvuurden – in alle delen van de hersenen. Bij ketamine was het effect afhankelijk van het celtype – bepaalde grote neuronen werden geremd, terwijl een type kleinere, lokaal verbindende neuronen meer afvuurde.
Daarom is het waarschijnlijk het gesynchroniseerde golfverschijnsel – hoe de neuronen zich collectief gedragen – dat het sterkst verbonden is met de psychedelische staat. Mechanistisch gezien is dit logisch. Het is waarschijnlijk dat dit type verhoogde synchronie grote effecten heeft op de integratie van informatie tussen neurale systemen waar normale perceptie en cognitie van afhankelijk zijn.
Ik denk dat dit mogelijke verband tussen systeemdynamica op neuronniveau en bewustzijn fascinerend is. Het suggereert dat bewustzijn eerder berust op een gekoppelde collectieve toestand dan op de activiteit van individuele neuronen – het is groter dan de som der delen.
Dat gezegd hebbende, is dit verband op dit moment nog steeds zeer speculatief. Dat komt omdat het fenomeen nog niet is waargenomen in menselijke hersenen. Ook moet je voorzichtig zijn met het extrapoleren van menselijke ervaringen naar andere dieren – het is natuurlijk onmogelijk om precies te weten welke aspecten van een trip we delen met onze knaagdierverwanten.
Maar als het aankomt op het ontrafelen van het diepe mysterie van bewustzijn, is elk beetje informatie waardevol.
Pär Halje ontvangt fondsen van de Crafoord Foundation, Royal Physiographic Society of Lund, Magnus Bergvall Foundation, Olle Engkvist Foundation, The Swedish Parkinson Foundation, Petrus en Augusta Hedlund Foundation, Thorsten en Elsa Segerfalk Foundation, The Swedish Society for Medical Research (SSMF), Fredrik en Ingrid Thuring Foundation en Åhlén Foundation.
