Сам механизм открыт и описан в новом исследовании, и называется «апикальная гиперконтекстуализация». Он отвечает за то, как в нашем мозге возникает связь между всем, что находится в сознании. Способность связать несвязываемые вещи, людей и события. Чаще всего это проявляется при шизофрении или при злоупотреблении психоделиками. В чем новизна механизма?
Классические исследования мозга обычно проходят на уровне поклеточной визуализации нейронов. Новая концепция описала всю клеточную биофизику пирамидальных нейронов пятого слоя коры головного мозга. Эти нейроны отличаются высокой концентрацией рецепторов серотонина 2A, вдоль апикальных дендритов. Простыми словами: это идеальная среда, которая готова сопрягать всё содержимое нашего сознания в единое целое. Был бы на то подходящий стимул.
Перед прочтением
Дисклеймер 1. Данный материал написан мною в свободное и личное время. Он никак не связан с моим основным видом деятельности и является не более, чем продуктом частной воли, сил и времени, направленных на мое усмотрение. Материал не подталкивает к действиям и служит лишь переводом и интерпретацией научного исследования, доступного здесь. Если вам станет некомфортно при прочтении материала — вы вольны в любой момент его закрыть.
Дисклеймер 2. Я открыто критикую и осуждаю бесконтрольное использование каких‑угодно веществ, изменяющих состояние сознания человека. Цель статьи — описание нейробиологического механизма, лежащего в основе нашего восприятия.
Дисклеймер 3. Я выпускник социально‑психологического факультета, закончивший аспирантуру. Более пяти лет консультирую как частный психолог. Интерес к нейробиологии и клеточным процессам входит в зону моих интересов. Но я не врач, не даю рекомендаций и не призываю вмешиваться в работу мозга. Этот материал помогает понять биологический фундамент психики человека, что влияет на качество понимания человека в целом.
Основные факты исследования
Основной участок рецепторов. Человек ощущает психоделический эффект за счет рецепторов, которых очень много на апикальных дендритах пирамидальных нейронов пятого слоя в коре головного мозга.
Двойная дендритная обработка. Базальные дендриты обрабатывают конкретные сигналы, поступающие в мозг. Буквально описывая: то, что находится прямо передо мной. В то же время апикальные дендриты собирают сигналы, которые помогают интерпретировать контекст, исходят из ожиданий и воспоминаний. А их источник: отдаленные области коры головного мозга и таламуса.
Сдвиг в сторону ассоциативных сигналов. Активация рецепторов 5-HT2A регулирует выходящий сигнал пятого слоя в сторону апикального компартмента. Тем самым заставляя нейроны обрабатывать взаимосвязи и контекст, а не сенсорные входящие данные.
Объяснение гиперсвязности всего мозга. Пирамидальные клетки пятого слоя — это основные выходные каналы коры головного мозга. И передача сигналов, запущенная апикальными клетками, связывает собой все сети головного мозга.
Феноменологическая интеграция. Апикальная гиперконтекстуализация объясняет характерные психоделические переживания, включая синестезию (когда цвета приобретают вкус, а звуки окрашиваются цветами), ослабление ментальных границ, повышенную чувствительность к «настроению и обстановке», а также метафорические или сновидческие переживания.
Источник: Cellular mechanisms of serotonergic psychedelics — apical hypercontextualisation
Олдос Хаксли и Двери восприятия
Если вам нравятся фильмы Marvel, то вы однозначно знаете про камео Стэна Ли и его комментарии: «нужно было не налегать на кислоту» и «в 60-тых это было весело, но теперь я пожинаю плоды». В фильме «Доктор Стрэндж» Ли играет роль пассажира автобуса, который увлечённо читает книгу Олдоса Хаксли «Двери восприятия». И это крайне важно в контексте этой статьи.
«Двери Восприятия», помимо более известного произведения «Дивный новый мир» того же автора, демонстрирует нам причуды восприятия человека. Изменения цвета, форм, ощущений, под воздействием психоактивных веществ. И речь не только про необычные ощущения.
Психоделики, после десятилетий забвения, вновь стали предметом серьезных научных исследований, в основном из‑за их потенциала в лечении депрессии, тревожности, зависимостей и других пагубных состояний психики.
Но почему одно и то же вещество способно как свести с ума, так и восстановить работу сознания? Почему клинические исследования стали возможными? От чего именно зависит эффективность терапии?
На Хабре годами копились материалы по теме. Как пример: первый, второй, третий. Адекватные статьи с разбором механики соединений. В этой же статье подберемся буквально к корням нейронов, чтобы понять принципы действующих веществ в разрезе работы мозга.
Проблема в изучении психоделиков и ответ на неё
Несмотря на то, что галлюциногены изучаются в рамках психиатрии как потенциальные инструменты для лечения депрессии и/или ПТСР, до сих пор толком не ясно, как именно они изменяют восприятие, мышление и сознание.
Существует также пробел в подходах к этому фундаментальному вопросу. Большинство попыток объяснить механизмы действия психоделиков были сосредоточены на уровне нейровизуализации всего мозга. Это попытки описать то, как активность в больших нейронных сетях реорганизуется во время трипа. Но нейровизуализация всегда фиксирует только совокупную активность. Это суммарное поведение миллионов клеток одновременно, а не то, как работают отдельные нейроны, рецепторы и дендриты под ними.
Цель новой концептуальной модели, опубликованной в журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews, состоит в том, чтобы построить объяснение по принципу снизу вверх, начиная с клеточной нейробиологии и электрофизиологии. Таким образом, модель начинается с отдельных нейронов, рецепторов и дендритов, на которые фактически воздействуют психоделики.
Жизненный опыт, клеточные процессы и свойства действующих веществ
Понимая, как работают наши клетки, мы можем связать свойства конкретных веществ с инициируемыми переживаниями. Это тот уровень понимания, который невозможно постичь, если использовать одни лишь карты нейровизуализации. Основываясь на принципах работы клеток, авторы утверждают, что психоделики обладают эффектом, объединяющим весь жизненный опыт человека. Этот эффект и назвали апикальной гиперконтекстуализацией.
Практически все эффекты психоделиков завязаны на одном типе рецепторов: рецепторах серотонина 2A, или сокращенно 5-HT2A. В этой области науки ученые пришли к консенсусу относительно того, что основная часть психоделических эффектов зависит именно от этого рецептора. Если подавить активность этого рецептора, то это заблокирует и психоделические эффекты. А интенсивность трипа напрямую зависит от того, сколько рецепторов 5-НТ2А возбуждено препаратом.
Вместе с единым мнением касательно работы психоделиков, новая концепция пытается объяснить, как именно воздействие на рецепторы связано с глобальными эффектами, которые затрагивают сознание в целом.
Рецепторы 5-HT2A, пирамидальные нейроны, апикальные дендриты и сознание человека
Важно то, что рецепторы 5-HT2A не разбросаны в мозге. В основном они сосредоточены в коре головного мозга, преимущественно в зрительной части коры головного мозга. Это объясняет эффект галлюцинаций из‑за психоделиков, так как первой наиболее возбуждается зрительная кора мозга, порождая видения.
Также, рецепторы 5-HT2A особенно характерны для конкретного типа клеток: пирамидальных нейронов пятого слоя коры головного мозга. Пирамидальные нейроны — это крупные, разветвленные клетки, которые можно назвать «интеграторами». Они тянутся с коры головного мозга в более глубокие структуры, и отвечают за обработку и интерпретацию переживаний. Благодаря своей структуре и свойствам, эти клетки долгое время считались нейробиологической основой сознания.
Впрочем, само понятие «сознание» может быть куда шире и выходить за привычные рамки углеродных форм жизни.
Структура дендритов пирамидальных нейронов
Но остановимся на структуре клеток. Пирамидальные нейроны пятого слоя обладают совершенно разными наборами дендритов, с разными функциями.
Базальные дендриты, расположенные ближе к телу клетки, и в основном получают локальный входной сигнал — это прямой, пошаговый зрительный сигнал: «что находится прямо передо мной».
Апикальные дендриты устроены иначе. Они связываются в длинный ствол, который тянется вверх и разветвляется в пучок в самом верхнем слое коры. Там они собирают входные сигналы из отдаленных областей коры и таламуса. Эти входные сигналы не основаны на объектах или сигналах. Их природа строится вокруг контекста и ассоциаций.
Суть кроется в синхронизации. Базальные ветви передают локальный сигнал стимула по мере его поступления. Но сам по себе этот сигнал почти ничего не значит. Апикальные ветви передают все, с чем связан стимул: обстановку, воспоминания, ожидания и его связи с другими процессами, происходящими в мозге.
От образов к контексту
Именно в этом заключается ключевая идея контекстуализации. Ментальный объект одновременно определяется сам по себе и связывается с общим опытом. И то, чем объект является, определяется связями с другими объектами в сознании человека. Апикальный компартмент — это физическое место в мозге, в котором существуют эти связи. И даже было высказано предположение, что именно апикальный компартмент разграничивает ментальные объекты.
Именно в этой части наиболее плотно расположены рецепторы 5-HT2A. Они же — главная мишень психоделиков, которая отвечает за контекст и связи между объектами.
Это и приоткрывает нам природу психоделиков. Их влияние смещает работу нейронов в сторону апикальной, контекстно‑ориентированной стороны. Обычно нейроны пятого слоя поддерживают баланс между локальным и контекстным сигналами. Психоделики, воздействуя через рецептор 5-HT2A, ослабляют локальные сигналы и усиливают контекстные, так что клетка больше руководствуется отношениями и ассоциациями, а не стимулом, находящимся перед ней.
Поскольку эти нейроны относятся к числу основных выходных клеток мозга, связывающих таламус с корой головного мозга, такое изменение их работы влечет серьезные последствия: контекстный сигнал распространяется, охватывая множество регионов мозга, вместо того чтобы оставаться локальным.
Подтверждение концепции
Именно этот процесс мы наблюдаем на нейровизуализации мозга под психоделиками. Психоактивные соединения расширяют активность мозга, заставляя обычно разрозненные нейронные сети гораздо активнее взаимодействовать друг с другом. И новая концепция как раз и показывает откуда берется этот глобальный сдвиг на клеточном уровне.
В более широком смысле, психоделики не столько меняют представление нейронов об ощущаемом стимуле, сколько усиливают связи между представлениями об этом же стимуле. Важно и то, что психоделики НЕ улучшают сенсорную информацию. Они усиливают впечатление, которое эта информация производит, и то, насколько прочно эта информация связана с накопленным жизненным опытом.
Сигнал, который обычно оставался бы в своей зоне обработки мозга, вместо этого распространяется, смешивается и провоцирует «выброс контекста» в других областях мозга, и делает это крайне активно. Размывая границы между ментальными объектами.
Что объясняет апикальная гиперконтекстуализация?
В первую очередь она объясняет, почему психоделики могут оставлять нетронутым отдельный стимул, но нарушать взаимосвязь между стимулами, усиливая контекстно‑зависимые иллюзии, искажая границы между объектами и ухудшая восприятие движущихся или сложных сцен.
В когнитивной сфере апикальная гиперконтекстуализация объясняет поток отдаленных ассоциаций, метафорическое и сновидческое мышление, а также неожиданные озарения — способность разума устанавливать связи, которые он не мог постичь ранее. Это даже объясняет, почему «установка и обстановка» имеют такое большое значение при терапии психоделиками: если тонкие внутренние представления усиливаются и транслируются как данность, то настрой человека и окружающая среда буквально направляют переживаемый опыт.
Обоснование действия психоделиков в рамках клеточного механизма — это попытка объяснить психоделики с точки зрения нейробиологии: исходя из физического, биологического материала, на который воздействуют препараты. Новая концепция связывает фармакологию рецепторов, физиологию дендритов и жизненный опыт в единую систему, и объясняет, а не просто пересказывает происходящее, в отличие от нейровизуализации.
Это также объясняет, как препараты могут изменить жесткие модели мышления при психических заболеваниях. В конечном счете, психоделики меняют не то, как мы воспринимаем мир, а то, как наши представления о мире и жизни соотносятся друг с другом.
Ответы на ключевые вопросы
В: Чем модель «апикальной гиперконтекстуализации» отличается от предыдущих теорий нейровизуализации клеточных процессов на макроуровне?
О: Макроскопическая нейровизуализация показывает общую реорганизацию нейронных сетей по всему мозгу и описывает, где происходят изменения в миллионах клеток. То есть — это интерпретация «сверху вниз», от наблюдения общих процессов. Апикальная гиперконтекстуализация объясняет природу по принципу «снизу вверх». Она объясняет, как активация 5-HT2A‑рецепторов на конкретных дендритных компартментах нейронов пятого слоя коры головного мозга меняет активность отдельных клеток, приводя к этим глобальным изменениям в нейронных сетях.
В: Чем важны базальные и апикальные дендриты в нормальной работе головного мозга?
О: Базальные дендриты собирают локальную, прямую сенсорную информацию. Это детали непосредственного стимула. Апикальные дендриты простираются в верхние слои коры головного мозга и собирают набор обратных связей, включая воспоминания, ожидания и ассоциации с другими психическими состояниями. Они обеспечивают широкий контекст, необходимый для интерпретации сенсорной информации.
В: Почему именно этот клеточный механизм определяет «установку и обстановку» как краеугольный камень психоделической терапии?
О: Поскольку психоделики усиливают активность апикальной, контекстно‑ориентированной стороны нейронов, внутренние ожидания «установка» и внешнее окружение «обстановка» перестают быть фоновыми переменными. Они активно усиливаются и интегрируются в первичное восприятие, позволяя перестраивать жесткие когнитивные паттерны.
Послесловие
Материал написан мною в свободное время от основного вида деятельности и является адаптивным переводом оригинального исследования, ссылка на которое приведена в тексте. Работа мозга была и остается предметом моего любопытства. Подобные материалы помогают лучше понимать, как работают классические методы терапии, и как их можно усовершенствовать.
Вопросы по статье можете оставить в комментариях.
