Попадание в цель: визуализация раскрывает нейронную одиссею псилоцибина
Псилоцибин — это активный ингредиент, который дает так называемым «волшебным грибам» их галлюциногенный эффект. Он также имеет терапевтический потенциал для лечения депрессии.
Исследователи из Корнелла выявили пару ключевых неврологических механизмов в мозге — тип клеток и рецептор, — которые обеспечивают долгосрочное действие психоделического соединения.
Воздействие на нейроны пирамидального тракта и их специфические рецепторы серотонина 5-HT2A в медиальной лобной коре может позволить фармацевтическим препаратам реализовать изменяющие настроение свойства псилоцибина, одновременно подавляя перцептивные галлюцинаторные ощущения.
Результаты опубликованы в Nature . Соавторами исследования являются научный сотрудник-постдокторант Лин-Сяо Шао и Клара Ляо, докторант Медицинской школы Йельского университета, которые оба работают в лаборатории старшего автора Алекса Квана, доктора философии '09, доцента кафедры биомедицинской инженерии, который руководил проектом.
Лаборатория Квана использует оптическую визуализацию высокого разрешения, чтобы лучше понять, как психоделики перестраивают схемы мозга. В 2021 году его команда показала, что псилоцибин вызывает структурную пластичность — способность мозга перестраивать свою структуру — в частности, за счет быстрого роста дендритных шипиков, которые составляют основу синаптических связей.
«Опираясь на это предыдущее исследование, мы хотели увидеть, где нейронные связи растут в разных типах клеток мозга», — сказал Кван, который по совместительству является доцентом биомедицинской инженерии в психиатрии в Медицинском колледже Вейлла Корнелла. «Мы начали экспериментировать с этими типами клеток и задались вопросом: какие из них важны для поведенческих эффектов псилоцибина? Если мы заглушим некоторые из этих нейронов, сможет ли псилоцибин по-прежнему выполнять свою функцию и быть терапевтическим?»
Псилоцибин вызывает структурную пластичность в PT и IT типах пирамидальных нейронов фронтальной коры. Кредит: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08813-6
Используя двухфотонную микроскопию на трансгенных мышах , исследователи нацелились на две крупнейшие популяции первичных клеток в мозге: нейроны пирамидального тракта (ПТ) и интрателенцефальные (ИТ) нейроны.
Инактивация нейронов IT, которые отвечают за высокоуровневую корково-корковую связь, не изменила поведенческие эффекты псилоцибина. Но когда исследователи заглушили нейроны PT, препарат оказался по сути неэффективным — доказательство того, что этот тип клеток и его путь, который простирается от фронтальной коры вниз в средний мозг и ствол мозга, имеет важное значение для эффектов псилоцибина.
Не менее важен рецептор 5-HT2A нейронов PT, который, как ранее было показано, играет важную роль в переживании людьми острых кратковременных галлюцинаторных трипов. Когда исследователи выключили рецепторы, положительные поведенческие эффекты псилоцибина исчезли. Ни одна из их манипуляций не повлияла на острые эффекты.
«Это говорит о том, что это действительно тот же самый рецептор серотонина 2A, который также весьма важен для долгосрочных поведенческих эффектов», — сказал Кван. «Отличие в схеме мозга».
По сути, лобная кора важна для терапевтических эффектов, тогда как субъективные перцептивные эффекты — т. е. «путешествие» — вероятно, зависят от другой области мозга, например, зрительных путей. Это может иметь важные последствия для фармацевтического лечения.
«Сейчас фармацевтические компании уделяют огромное внимание разработке лекарств, которые могут устранить трип, но при этом дать вам пользу для лечения психических заболеваний», — сказал Кван. «Но эта работа показывает, что это может быть сложно, потому что в конечном итоге они нацелены на один и тот же рецептор. Так что можно подумать о том, чтобы просто доставлять лекарство в определенные области мозга, что может быть лучшим способом сделать это».