Zusammenfassung: Forscher entdeckten eine einzigartige Eigenschaft von Psychedelika: ihre Fähigkeit, „kritische Perioden“ im Gehirn wieder zu öffnen, Zeiten, in denen das Gehirn sehr anfällig für Lernsignale aus der Umwelt ist. Diese Phasen, die normalerweise mit der Entwicklung von Fähigkeiten wie dem Erlernen einer Sprache verbunden sind, werden durch Psychedelika für unterschiedlich lange Zeiträume wieder geöffnet.
Dieser Durchbruch beim Verständnis der Wirkungsweise psychedelischer Arzneimittel könnte therapeutische Auswirkungen auf Erkrankungen wie Schlaganfall und Taubheit haben. Darüber hinaus deckt es neuartige molekulare Mechanismen auf, die durch Psychedelika beeinflusst werden.
Wichtige Fakten:
- Psychedelische Medikamente, darunter Ibogain, Ketamin, LSD, MDMA und Psilocybin, können die „kritischen Phasen“ der Gehirnentwicklung bei Mäusen wieder in Gang bringen und sie empfänglicher für das Lernen aus ihrer Umgebung machen.
- Die Länge dieser wiedereröffneten kritischen Phasen variiert je nach verwendeter psychedelischer Droge und reicht von 48 Stunden bei Ketamin bis zu vier Wochen bei Ibogain.
- Die Studie identifizierte auch molekulare Mechanismen, die durch Psychedelika beeinflusst werden, darunter 65 proteinproduzierende Gene, die während und nach der kritischen Phase Unterschiede in der Expression aufweisen.
Quelle: Johns Hopkins Universität
Neurowissenschaftler suchen seit langem nach Möglichkeiten, „kritische Perioden“ im Gehirn wieder zu eröffnen, in denen Säugetiere empfindlicher auf Signale aus ihrer Umgebung reagieren, die Phasen der Gehirnentwicklung beeinflussen können.
Jetzt sagen Forscher von Johns Hopkins Medicine, dass eine neue Studie an Mäusen zeigt, dass Psychedelika durch ihre gemeinsame Fähigkeit, solche kritischen Perioden wieder zu öffnen, miteinander verbunden sind, sich jedoch in der Dauer unterscheiden, in der die kritische Phase geöffnet ist – von zwei Tagen bis zu vier Wochen mit einem Einzelne Dosis.
Die Ergebnisse wurden am 16. Juni in der Zeitschrift veröffentlicht Naturliefern eine neue Erklärung für die Wirkungsweise psychedelischer Drogen, sagen die Wissenschaftler, und weisen auf das Potenzial hin, ein breiteres Spektrum von Erkrankungen wie Schlaganfall und Taubheit zu behandeln, das über die aktuellen Studien zu den Medikamenten hinausgeht, wie Depression, Sucht und posttraumatische Erkrankungen Belastungsstörung.
Die Wissenschaftler bieten auch einen neuen Blick auf die molekularen Mechanismen, die durch Psychedelika beeinflusst werden.
Es hat sich gezeigt, dass kritische Phasen Funktionen erfüllen, wie zum Beispiel Vögeln das Singen beizubringen und Menschen dabei zu helfen, eine neue Sprache zu lernen, motorische Fähigkeiten nach einem Schlaganfall wieder zu erlernen und die Dominanz eines Auges über das andere zu etablieren.
„Es gibt ein Zeitfenster, in dem das Gehirn von Säugetieren viel anfälliger und offener für das Lernen aus der Umwelt ist“, sagt Gül Dölen, MD, Ph.D., außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften an der Johns Hopkins University School of Medicine.
„Irgendwann schließt sich dieses Fenster, und dann wird das Gehirn viel weniger offen für neues Lernen.“
Aufbauend auf den Erfahrungen ihres Labors bei der Erforschung des Sozialverhaltens hat Dölens Team erforscht, wie psychedelische Drogen wirken, indem sie diese kritischen Phasen wiedereröffnet. Im Jahr 2019 fand ihr Team heraus, dass MDMA, eine psychedelische Droge, die Gefühle der Liebe und Geselligkeit weckt, bei Mäusen eine kritische Phase einleitet.
Damals glaubte Dölen, dass die prosozialen Eigenschaften von MDMA den Weg für den Beginn der kritischen Phase ebnen würden, doch ihr Team sei in der aktuellen Studie überrascht gewesen, sagt sie, dass andere psychedelische Drogen ohne prosoziale Eigenschaften ebenfalls kritische Phasen wieder eröffnen könnten.
Für die aktuelle Studie untersuchte Dölens Team das Wiedereröffnungspotenzial von fünf psychedelischen Drogen – Ibogain, Ketamin, LSD, MDMA und Psylocibin – die in zahlreichen Studien gezeigt haben, dass sie in der Lage sind, normale Wahrnehmungen der Existenz zu verändern und ein Gefühl der Entdeckung über sich selbst oder das eigene Selbst zu ermöglichen Welt.
Das Forschungsteam führte einen etablierten Verhaltenstest durch, um zu verstehen, wie leicht erwachsene männliche Mäuse von ihrem sozialen Umfeld lernen. Sie trainierten Mäuse, eine Verbindung zwischen einer Umgebung, die mit sozialer Interaktion verbunden ist, und einer anderen Umgebung, die mit dem Alleinsein verbunden ist, zu entwickeln.
Durch den Vergleich der Zeit, die sie nach der Gabe der psychedelischen Droge an die Mäuse in den einzelnen Umgebungen verbrachten, konnten die Forscher feststellen, ob bei den erwachsenen Mäusen die kritische Phase begann, die es ihnen ermöglichte, den Wert einer sozialen Umgebung zu erlernen – ein Verhalten, das normalerweise als Jugendliche gelernt wurde.
Bei Mäusen, denen Ketamin verabreicht wurde, blieb die kritische Phase des sozialen Belohnungslernens 48 Stunden lang offen. Mit Psilocybin hielt der offene Zustand zwei Wochen an. Bei Mäusen, denen MDMA, LSD und Ibogain verabreicht wurden, blieb der kritische Zeitraum zwei, drei bzw. vier Wochen offen.
Die Forscher sagen, dass die Zeitspanne, in der die kritische Phase bei Mäusen offen blieb, in etwa der durchschnittlichen Zeitspanne zu entsprechen scheint, in der Menschen selbst über die akuten Wirkungen der einzelnen psychedelischen Drogen berichten.
„Dieser Zusammenhang gibt uns einen weiteren Hinweis darauf, dass die Dauer der akuten Wirkung psychedelischer Drogen der Grund dafür sein könnte, dass jede Droge zu Beginn der kritischen Phase längere oder kürzere Wirkungen haben kann“, sagt Dölen.
„Der offene Zustand der kritischen Phase kann eine Gelegenheit für eine Integrationsphase nach der Behandlung sein, um den Lernzustand aufrechtzuerhalten“, fügt sie hinzu.
„Viel zu oft kehren Menschen nach einem Eingriff oder einer Behandlung in ihr chaotisches, geschäftiges Leben zurück, das überwältigend sein kann. Ärzte möchten die Zeit nach einer psychedelischen Drogendosis möglicherweise als eine Zeit der Heilung und des Lernens betrachten, ähnlich wie wir es bei Operationen am offenen Herzen tun.“
Als nächstes untersuchten die Wissenschaftler den Einfluss psychedelischer Drogen auf molekulare Mechanismen. Zunächst untersuchten sie in Gehirnzellen von Mäusen einen Bindungspunkt, einen sogenannten Rezeptor, für den Neurotransmitter Serotonin.
Die Forscher fanden heraus, dass LSD und Psilocybin den Serotoninrezeptor nutzen, um die kritische Phase zu eröffnen, MDMA, Ibogain und Ketamin jedoch nicht.
Um andere molekulare Mechanismen zu erforschen, wandte sich das Forschungsteam der Ribonukleinsäure (RNA) zu, einer Cousine der DNA, die darstellt, welche Gene in den Zellen der Mäuse exprimiert werden (Proteine produzieren).
Die Forscher fanden Expressionsunterschiede zwischen 65 proteinproduzierenden Genen während und nach Beginn der kritischen Phase.
Etwa 20 % dieser Gene regulieren Proteine, die an der Aufrechterhaltung oder Reparatur der extrazellulären Matrix beteiligt sind – einer Art Gerüst, das Gehirnzellen im Nucleus accumbens umschließt, einem Bereich, der mit sozialem Lernverhalten verbunden ist, das auf Belohnungen reagiert.
Andere, die bei der Durchführung der Forschung mitgeholfen haben, waren Romain Nardou, Edward Sawyer, Young Jun Song, Makenzie Wilkinson, Yasmin Padovan-Hernandez, Júnia Lara de Deus, Noelle Wright, Carine Lama, Sehr Faltin, Loyal Goff und Genevieve Stein-O’Brien von Johns Hopkins.
Über diese Neuigkeiten aus der psychopharmakologischen und neurowissenschaftlichen Forschung
Autor: Gül Dölen
Quelle: Johns Hopkins-Medizin
Kontakt: Gül Dölen – Johns Hopkins Medizin
Bild: Das Bild stammt von Neuroscience News
Ursprüngliche Forschung: Geschlossener Zugang.
„Psychedelika eröffnen die kritische Phase des sozialen Belohnungslernens wieder“ von Gül Dölen et al. Natur
Abstrakt
Psychedelika eröffnen die kritische Phase des sozialen Belohnungslernens wieder
Psychedelika sind eine breite Klasse von Drogen, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnen, einen veränderten Bewusstseinszustand hervorzurufen.
Diese Medikamente werden seit Jahrtausenden sowohl in spirituellen als auch in medizinischen Kontexten eingesetzt, und eine Reihe jüngster klinischer Erfolge haben ein erneutes Interesse an der Entwicklung psychedelischer Therapien geweckt.
Dennoch bleibt ein einheitlicher Mechanismus, der diese gemeinsamen phänomenologischen und therapeutischen Eigenschaften erklären kann, unbekannt.
Hier zeigen wir an Mäusen, dass die Fähigkeit, die kritische Phase des sozialen Belohnungslernens wieder zu eröffnen, eine gemeinsame Eigenschaft aller psychedelischen Drogen ist. Bemerkenswert ist, dass der zeitliche Verlauf der Wiedereröffnung der kritischen Phase proportional zur Dauer der beim Menschen gemeldeten akuten subjektiven Auswirkungen ist.
Darüber hinaus geht die Fähigkeit, soziales Belohnungslernen im Erwachsenenalter wiederherzustellen, mit der metaplastischen Wiederherstellung einer Oxytocin-vermittelten Langzeitdepression im Nucleus accumbens einher.
Schließlich liefert die Identifizierung unterschiedlich exprimierter Gene im „offenen Zustand“ im Vergleich zum „geschlossenen Zustand“ den Beweis, dass die Reorganisation der extrazellulären Matrix ein häufiger nachgeschalteter Mechanismus ist, der der Wiedereröffnung der kritischen Phase durch psychedelische Drogen zugrunde liegt.
Zusammengenommen haben diese Ergebnisse wichtige Implikationen für die Implementierung von Psychedelika in der klinischen Praxis sowie für die Entwicklung neuer Verbindungen zur Behandlung neuropsychiatrischer Erkrankungen.