Vědci mapují mozek na drogách, které mění mysl

Mozek je nejsložitější částí lidského těla. Aby nám hlava běžela hladce, musí více než 100 typů neurotransmiterů přenášet zprávy přes více oblastí bílé a šedé hmoty. Pro výzkumníky je obtížné sledovat obrovské množství spojení, které tito chemičtí poslové vytvářejí – Google nedávno vytvořil jednu z nejpodrobnějších map vzorců neuronální konektivity, ale i technický gigant se mohl zaměřit pouze na malou část mozku.

I když to může trvat desetiletí, než někdo plně zmapuje lidský mozek, existují způsoby, jak vysledovat různé aspekty konektivity. Nová studie zveřejněná dnes v Vědecké pokroky používali léky měnící mysl, jako je ketamin a chirurgické anestetikum propofol, aby sledovali, které neurotransmiterové systémy tato léčiva aktivují. Zjištění pomáhají identifikovat souvislosti mezi těmito léky a neočekávanými neurotransmitery. Mohly by také pomoci identifikovat nové možnosti léčby určitých stavů a ​​nemocí, protože autoři zjistili, že oblasti mozku běžně pozměněné různými léky byly často podobně postiženy různými neurologickými poruchami.

Farmakologická činidla, jako jsou léky měnící mysl, mají v medicíně silné využití, říká Andrea Luppi, postdoktorandský výzkumník síťové neurovědy na Alan Turing Institute ve Spojeném království. „Anestetika jsou extrémně užitečná pro chirurgii. Modafinil a methylfenidát se používají k léčbě určitých stavů, „říká Luppi. „Takže je důležité vědět, jak působí na mozek, aby uplatňovaly své účinky.“

Pochopení těchto typů chemikálií však může být obtížné, protože aktivují více než jeden neurotransmiterový receptor. Vědět, jak fungují v mozku, může v budoucnu zlepšit jejich použití v klinické praxi. Nestačí však předpovědět mechanismus léku pouze na základě jeho klinických účinků. Existuje také šance, že by tyto léky mohly ovlivnit další neurotransmitery mimo jejich hlavní cíle.

[Related: If you grow a brain in a lab, will it have a mind of its own?]

Aby se Luppi a jeho spoluautoři vypořádali s těmito otázkami, analyzovali dva soubory neuroimagingových dat z minulých studií, aby zmapovali způsoby, jak se lidský mozek mění při užívání 10 léků, které mění mysl. Tyto léky spadaly do tří kategorií: psychedelika (psilocybin, DMT, LSD, MDMA, ayahuasca a ketamin), anestetika (propofol a sevofluran) a kognitivní zesilovače (modafinil a methylfenidát). První soubor dat, založený na PET skenech 1200 lidí, pomohl týmu načrtnout 19 typů molekul v mozku: všechny receptory a transportéry neurotransmiterů.

Druhý datový soubor používal fMRI skeny 224 lidí, kteří byli akutní expozicí jednomu z 10 léků. Podle autorů jde o dosud největší fMRI studii, která vykreslila podrobnou mapu krajiny neurotransmiterů, když byla pod vlivem.

Mapování mozku ukázalo, že léky měnící mysl fungují s více neurotransmiterovými systémy. Mapování ukázalo očekávané vztahy, jako je spojení mezi MDMA a jeho dobře známým cílem, receptorem serotoninu 2A. Tým si však všiml, že některé léky měnící mysl, jako jsou anestetika a psychedelika, mohou ovlivnit další neurotransmitery mimo jejich hlavní molekulární cíle. Například anestetika v nejnižší dávce primárně cílí na molekuly v mozku zvané GABA_NA přijímače. Autoři však zjistili, že molekuly, na které se léky vážou, se mění se zvyšujícími se dávkami a aktivují tak rozmanitější skupinu neurotransmiterů.

[Related: How your brain conjures dreams]

„Jsme zvyklí si myslet, že mnoho léků má jeden nebo několik molekulárních cílů. To, co vidíme, naznačuje, že i když lék uplatňuje svůj účinek prostřednictvím specifického receptoru, může mít následné důsledky na mnoho neurotransmiterových systémů. To posiluje myšlenku, že mozek je komplexní systém,“ říká Luppi.

Podle autorů studie jejich mapování poskytuje nové příležitosti k prozkoumání toho, jak každé z těchto léků měnících mysl ovlivňuje krajinu neurotransmiterů. Mohlo by to také pomoci prověřit některé léky pro neuropsychiatrickou léčbu. Změny v aktivitě způsobené drogami měnícími mysl jsou podobné změnám pozorovaným v mozcích pacientů s onemocněními, jako je autismus, deprese a schizofrenie, říkají autoři. Podávání léků měnících mysl, které přepojují spojení ve funkčně poškozených oblastech mozku, by mohlo být další léčebnou možností pro lidi, kteří s těmito stavy žijí.