Hallucinogena läkemedel verkar försvaga hjärnans visuella bearbetning, enligt nya fynd. Den nya studien gjordes på möss, så det är bara ett första steg mot att förstå hur hallucinationer händer. Men hallucinogena läkemedel verkade sätta den primära visuella regionen av mushjärnorna i ett svagt, oorganiserat tillstånd, fann studien. Neuroner sköt svagt, med konstig timing.
Och utan att bra information kommer från detta primära behandlingsregion, kan hjärnan försöka fylla i själva ämnen, säger studieforskaren Cris Niell, en neurovetenskapsman vid University of Oregon.
"Hjärnan kan börja övertolkning eller missuppfattning", berättade Niell för Live Science. "Och det kan hamna som en hallucination."
Tro dina ögon
Hittills är den idén bara en hypotes. Niell och hans kollegor var intresserade av att studera rollen som en viss receptor, serotonin 2A-receptorn, i det visuella systemet. Dessa receptorer spelar en roll i uppfattningen. Hallucinogena läkemedel som LSD eller psilocybin (den aktiva ingrediensen i "magiska svampar") är riktade mot dessa receptorer, som också verkar vara involverade i hallucinationer som människor med schizofreni upplever.
Men få studier har tittat på rollen hos dessa receptorer på neuron-för-neuron-basis. Det är vad Niell och hans team avsåg att göra. De doserade möss med ett hallucinogent läkemedel som kallas DOI (4-jod-2,5-dimetoxifenylisopropylamin), som länge har använts i djurstudier. Mössen visades sedan datorskärmar med enkla geometriska mönster, såsom horisontella och vertikala linjer, medan forskare antingen mätte aktiviteten hos enskilda neuroner med hjälp av elektroder eller använde en avancerad mikroskopisk avbildningsteknik för att faktiskt se neuroner avfyra.
Jämfört med möss som inte hade fått DOI, visade de drogade mössen en svaghet i styrkan hos nervsignaler i den primära visuella cortex. Detta område är den första platsen där visuell information behandlas när den träffar hjärnan, sade Niell.
"Svaren var uppringda," sade han, "men informationen som förmedlades var densamma."
Neuronerna visade också ovanlig timing. Niellt sa, sade Niell, neuronerna i den visuella cortex exploderar med en explosion av aktivitet när de utsätts för en stimulans, och släpper sedan ner till en lägre nivå av pågående aktivitet. Men för möss på DOI stördes den snabba första sprängningen, sade han.
Grundläggande
En annan udda effekt var att möss som tidigare tränats för att känna igen horisontella eller vertikala linjer visade starkare neurala effekter från läkemedlen, sade Niell. Det är oklart vad detta betyder, men upptäckten kan indikera att bekanta med en stimulans kan påverka hur hallucinogen verkar.
Möss kan naturligtvis inte säga om de hallucinerar, sa Niell. Det gör det svårt att översätta resultaten direkt till människor.
"Detta är grunden för framtida studier," sade han.
Bland frågorna: Om mössen hallucinerar, är orsaken till den försvagade signalen i den primära visuella cortex, eller är det de konstiga störningarna i nervcellerna? Är förändringarna forskarna såg i nervcellerna ett direkt resultat av det hallucinogena läkemedlet? Eller kan läkemedlets effekter på andra hjärnregioner orsaka indirekt förändringar av den visuella behandlingen?
Forskarna planerar att undersöka frågorna med hjälp av tekniker som specifikt skulle rikta in sig på DOI mot den visuella regionen. De arbetar också för att träna möss för att känna igen vissa mönster som ett sätt att få gnagarna att indikera vad de ser. När neurovetenskapens verktyg blir mer avancerade, blir det alltmer möjligt att zooma in på hjärnan på olika behandlingsnivåer, sade Niell.
"Några av de mätningar vi gjorde kunde inte ha gjorts för 10 eller 20 år sedan," sade han.
Resultaten publiceras idag (26 mars) i tidskriften Cell Reports.
