Naukowcy od dawna szukają sposobów, aby ponownie otworzyć „kluczowe okresy” w mózgu, kiedy ssaki są bardziej wrażliwe na sygnały z otoczenia, które mogą wpływać na rozwój mózgu. Badacze z Johns Hopkins Medicine twierdzą, że substancje psychodeliczne mają wspólną zdolność do ponownego otwierania takich okresów, ale różnią się czasem trwania tego okresu – od dwóch dni do czterech tygodni po jednorazowej dawce.
Wyniki opublikowane 14 czerwca w czasopiśmie Nature dają nowe wyjaśnienie działania substancji psychodelicznych i wskazują na ich potencjalne zastosowanie w leczeniu szerszego zakresu schorzeń, takich jak udar mózgu i głuchota, poza obecnymi badaniami nad leczniczym zastosowaniem psychodelików, na przykład w leczeniu depresji, uzależnienia i zespołu stresu pourazowego.
Kluczowe okresy pomagają np. ptakom uczyć się śpiewać, ludziom uczyć się nowego języka, ponownie nabywać umiejętności motoryczne po udarze mózgu czy ustalić dominację jednego oka nad drugim.
„Jest okno czasu, kiedy mózg ssaków jest znacznie bardziej podatny i otwarty na uczenie się od środowiska,” mówi Gül Dölen, M.D., Ph.D., profesor neurobiologii na Uniwersytecie Johns Hopkins. „To okno w końcu się zamyka, a wtedy mózg staje się znacznie mniej otwarty na uczenie się.”
Opierając się na swoich badaniach nad zachowaniem społecznym, zespół Dölen badał, w jaki sposób psychodeliki ponownie otwierają te kluczowe okresy. W 2019 roku jej zespół odkrył, że MDMA, psychodelik wywołujący uczucia miłości i towarzyskości, otwiera ten kluczowy okres u myszy.
Początkowo Dölen myślała, że prospołeczne właściwości MDMA ułatwiają otwieranie kluczowego okresu, ale jej zespół był zaskoczony, kiedy w obecnym badaniu odkrył, że inne leki psychodeliczne bez właściwości prospołecznych również mogą ponownie otworzyć kluczowe okresy.
W obecnym badaniu zespół Dölen badał potencjał ponownego otwierania tego okresu krytycznego po zastosowaniu leków psychodelicznych — ibogainy, ketaminy, LSD, MDMA i psylocybiny — które w wielu badaniach wykazały zdolność do zmiany percepcji istnienia i umożliwiania odkrywania samego siebie lub świata.
Zespół badawczy przeprowadził dobrze ugruntowany test behawioralny, aby zrozumieć, jak łatwo dorosłe samce myszy uczą się ze swojego środowiska społecznego. Szkolili myszy, aby wytworzyły skojarzenie między środowiskiem związanym z interakcją społeczną a innym środowiskiem związanym z byciem samemu. Porównując czas spędzony w każdym środowisku po podaniu myszom jednej z substancji psychodelicznej, badacze byli w stanie zobaczyć, czy kluczowy okres otworzył się u dorosłych myszy, umożliwiając im naukę wartości ze środowiska społecznego – zachowania zwykle nabywanego w młodym wieku.
U myszy, którym podano ketaminę, kluczowy okres uczenia się pozostał otwarty przez 48 godzin. W przypadku psylocybiny, otwarty stan trwał dwa tygodnie. U myszy, które otrzymały MDMA, LSD i ibogainę, kluczowy okres pozostał otwarty odpowiednio przez dwa, trzy i cztery tygodnie.
Badacze mówią, że czas trwania otwartego kluczowego okresu u myszy wydaje się mniej więcej odpowiadać średniemu czasowi trwania efektów każdego z leków psychodelicznych zgłaszanych przez ludzi.
„Ta zależność daje nam kolejną wskazówkę, że czas trwania efektów leków psychodelicznych może być przyczyną tego, dlaczego każdy lek może mieć dłuższe lub krótsze efekty na otwieranie tego kluczowego okresu,” mówi Dölen.
„Otwarty stan kluczowego okresu może być okazją do integracji po leczeniu, aby utrzymać stan uczenia się,” dodaje. „Zbyt często, po zabiegu lub leczeniu, ludzie wracają do swojego chaotycznego, zajętego życia, które może być przytłaczające. Lekarze mogą chcieć rozważyć okres po dawce leku psychodelicznego jako czas na leczenie i naukę, podobnie jak robimy to po operacji serca.”
Następnie naukowcy przyjrzeli się wpływowi leków psychodelicznych na molekularne mechanizmy. Najpierw, w komórkach mózgu myszy, zbadali receptor dla neuroprzekaźnika serotoniny. Badacze odkryli, że podczas gdy LSD i psylocybina wykorzystują receptor serotoniny do otwarcia kluczowego okresu, MDMA, ibogaina i ketamina tego nie robią.
Aby zbadać inne molekularne mechanizmy, zespół badawczy zwrócił się do kwasu rybonukleinowego (RNA), kuzyna DNA, który reprezentuje, które geny są wyrażane (produkujące białka) w komórkach myszy. Badacze odkryli różnice w ekspresji wśród 65 genów produkujących białka podczas i po otwarciu kluczowego okresu.
Około 20% tych genów reguluje białka zaangażowane w utrzymanie lub naprawę macierzy pozakomórkowej — rodzaju rusztowania otaczającego komórki mózgowe znajdujące się w jądrze półleżącym, obszarze związanym z zachowaniami uczenia się społecznego, które są wrażliwe na nagrody.
Macierz pozakomórkowa to coś w rodzaju szkieletu, który otacza komórki mózgowe. Jest ona ważna dla funkcji mózgu, w tym dla uczenia się i pamięci. Zmiany w tej macierzy mogą więc wpływać na sposób, w jaki mózg się uczy i przetwarza informacje.
To badanie pokazuje, że leki psychodeliczne mogą mieć znaczący wpływ na mózg, otwierając te kluczowe okresy i wpływając na różne ścieżki molekularne. Dzięki temu mogą one pomagać w leczeniu różnych zaburzeń mózgu i umysłu. Na przykład, ponowne otwarcie tych okresów może umożliwić dorosłym osobom ponowne nauczenie się umiejętności lub przetwarzanie traum, co jest szczególnie ważne w przypadku leczenia depresji, uzależnień czy zespołu stresu pourazowego.
Jednakże należy pamiętać, że badania te są wciąż na wczesnym etapie, a leki psychodeliczne są używane pod ścisłym nadzorem medycznym. Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć ich działanie i potencjalne zastosowania w medycynie.
