Cosa succede nel cervello umano dopo l'assunzione di DMT? / What Happens in the Human Brain After Taking DMT?
Cosa succede nel cervello umano dopo l'assunzione di DMT? / What Happens in the Human Brain After Taking DMT?
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Un numero crescente di composti psichedelici viene esplorato clinicamente per il trattamento di condizioni neurologiche come depressione, ansia e disturbo da stress post-traumatico (PTSD). Una di queste promettenti sostanze chimiche in questa "rinascita psichedelica" è la N,N-dimetiltriptamina, o DMT.
Il DMT è un composto psichedelico che è stato utilizzato nei rituali indigeni per migliaia di anni. È prodotto naturalmente da una varietà di specie vegetali ed è il principale ingrediente psichedelico dell'ayahuasca.
Nel 1931, il chimico Richard Manske sintetizzò chimicamente il DMT, ma i suoi effetti allucinogeni non furono scoperti o pubblicati nella letteratura scientifica fino al 1951.
Il DMT è uno psichedelico interessante perché, rispetto ad altri composti della stessa categoria, produce "viaggi" brevi ma intensi che possono durare solo pochi minuti a seconda della dose. La breve durata dei suoi effetti è una caratteristica interessante quando si esplora il suo utilizzo per la terapia assistita da psichedelici.
Di recente, la società di biotecnologie Small Pharma ha annunciato i primi risultati positivi di uno studio clinico che testa una formulazione di DMT sintetica di grado farmaceutico in partecipanti con disturbo depressivo maggiore, o MDD. E secondo Clinicaltrials.gov, sono in corso altri studi per valutare la sicurezza, la tollerabilità e l'efficacia del DMT in partecipanti sani, pazienti con ictus e individui con disturbo da uso di alcol, tra le altre condizioni.
Non è ancora chiaro in che modo esatto il DMT alteri le funzioni cerebrali producendo gli effetti osservati finora nelle sperimentazioni cliniche, anche se uno studio recente condotto da scienziati dell'Imperial College di Londra (Imperial) ha fatto un po' di luce.
La ricerca, pubblicata su PNAS , è stata guidata dal Dott. Chris Timmermann presso il Centre for Psychedelic Research dell'Imperial. Ha combinato l'elettroencefalografia (EEG) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per esplorare gli effetti del DMT sul cervello umano.
Cosa sono l'EEG e la risonanza magnetica funzionale (fMRI)?
L'EEG è una forma di monitoraggio elettrofisiologico non invasivo. Misura l'attività elettrica, detta anche onde cerebrali, generata dal cervello tramite elettrodi posizionati sul cuoio capelluto. Quando i neuroni si attivano in sincronia, generano un campo elettrico che si diffonde rapidamente attraverso i tessuti, le ossa ed il cuoio capelluto. Questa attività elettrica viene rilevata dagli elettrodi, registrata, digitalizzata ed inviata ad un amplificatore.
L'EEG è considerato dotato di un'eccellente risoluzione temporale, il che significa che può catturare con precisione i cambiamenti che avvengono nel cervello nel tempo. Ciò è importante per comprendere le dinamiche dell'attività cerebrale, ma l'EEG è considerato dotato di scarsa risoluzione spaziale, ovvero non riesce a presentare dati su dove avvengono i cambiamenti nell'attività cerebrale.
Contrariamente all'EEG, la fMRi non misura le risposte elettriche. Invece, è una tecnica basata sul principio che più è attiva una regione del cervello, maggiore è la quantità di flusso sanguigno in quella regione. La fMRi misura i cambiamenti nel flusso sanguigno e nell'ossigenazione in diverse aree del cervello e quindi fornisce un'elevata risoluzione spazio-temporale.
L'EEG-fMRI combina entrambe le tecniche per superare i limiti temporali e spaziali del loro utilizzo separato. È considerata una tecnica di neuroscienza cognitiva matura per l'imaging cerebrale multimodale.
Sebbene lo studio di Timmerman e colleghi non sia il primo a creare immagini del cervello di un partecipante sotto l'effetto di sostanze psichedeliche, è il primo a combinare EEG e fMRI per creare immagini del cervello durante un'esperienza psichedelica "altamente immersiva".
"Motivato e basato sulla nostra precedente ricerca con sostanze psichedeliche, il presente lavoro ha combinato due metodi complementari per l'imaging dell'imaging cerebrale", ha affermato il professor Robin Carhart-Harris , autore senior dello studio. Carhart-Harris è ora professore di neurologia presso l'Università della California, San Francisco. "La fMRI ci ha permesso di vedere l'intero cervello, comprese le sue strutture più profonde, e l'EEG ci ha aiutato a visualizzare l'attività ritmica a grana fine del cervello", ha continuato.
Test degli effetti del DMT sul cervello
Per lo studio, il gruppo dell'Imperial ha reclutato un totale di 20 partecipanti sani, di età media pari a 33,5 anni.
Dopo che le valutazioni iniziali hanno verificato il rispetto dei criteri di salute fisica e mentale dello studio, i partecipanti si sono recati presso l'Imperial College Clinical Imaging Facility per due visite a distanza di due settimane l'una dall'altra.
La prima sessione consisteva in una scansione EEG-fMRI continua per 28 minuti mentre il partecipante era a riposo. Il DMT/placebo è stato somministrato dopo otto minuti. "In questa sessione iniziale (senza compiti), hanno ricevuto una somministrazione endovenosa (EV) di placebo (10 mL di soluzione salina sterile) o 20 mg di DMT (in forma di fumarato disciolto in 10 mL di soluzione salina sterile) - iniettati in 30 secondi, e poi lavati con 10 mL di soluzione salina in 15 secondi - in un ordine controbilanciato (metà dei partecipanti ha ricevuto placebo e l'altra metà ha ricevuto DMT)", hanno descritto Timmerman e colleghi .
Cos'è il controbilanciamento ?
In parole povere, il controbilanciamento viene utilizzato per garantire che gli effetti osservati in uno studio non siano dovuti all'ordine in cui sono stati presentati gli interventi.
Dopo le scansioni, ai partecipanti sono stati consegnati dei questionari, pensati per valutare gli effetti soggettivi da loro sperimentati.
La seconda sessione ha replicato la prima, con la differenza che ai partecipanti è stato chiesto di valutare in modo udibile l'intensità degli effetti del farmaco ogni minuto in cui si trovavano nello scanner. "Questo articolo riporta i risultati riguardanti le scansioni in stato di riposo in cui non è stata richiesta alcuna valutazione dell'intensità, mentre sono state utilizzate le valutazioni dell'intensità raccolte in altre serie di scansioni (non analizzate) come covariate per l'analisi fMRI ed EEG dinamiche", hanno affermato i ricercatori .
Il DMT rompe le reti di attività segregate del cervello
I ricercatori hanno scoperto che il DMT innescava cambiamenti all'interno e tra diverse regioni del cervello. In circostanze normali, l'attività cerebrale è segregata in reti specifiche. Dopo la somministrazione di DMT, i confini di queste reti sembrano collassare, con conseguente ciò che gli autori descrivono come "connettività funzionale globale". Rispetto al placebo, la somministrazione di DMT ha ridotto significativamente l'integrità all'interno della rete di tutte le reti in stato di riposo, escludendo le reti di salienza e limbiche. I cambiamenti nell'attività erano più evidenti nelle aree cerebrali collegate a funzioni di "livello superiore", come l'immaginazione.
Registrando simultaneamente i dati EEG e fMRI, i ricercatori hanno potuto studiare eventuali cambiamenti nei tipi di attività elettrica prodotta dal cervello insieme alle misure fMRI della connettività funzionale.
"I nostri risultati hanno rivelato che quando un volontario assumeva DMT si verificava una marcata disregolazione di alcuni dei ritmi cerebrali che normalmente sarebbero dominanti. Il cervello cambiava il suo modo di funzionare in qualcosa di completamente più anarchico", ha affermato Carhart-Harris.
"Sarà affascinante dare seguito a queste intuizioni negli anni a venire. Gli psichedelici si stanno dimostrando strumenti scientifici estremamente potenti per approfondire la nostra comprensione di come l'attività cerebrale si collega all'esperienza cosciente", ha aggiunto .
ENGLISH
Combining EEG and fMRI, scientists explore the effects of DMT on the human brain.
A growing number of psychedelic compounds are being explored clinically for the treatment of neurological conditions such as depression, anxiety and post-traumatic stress disorder (PTSD). One such promising chemical in this “psychedelics renaissance” is N,N-Dimethyltryptamine, or DMT.
DMT is a psychedelic compound that has been utilized in indigenous rituals for thousands of years. It is naturally produced by a variety of plant species, and is the primary psychedelic ingredient in ayahuasca.
In 1931, the chemist Richard Manske chemically synthesized DMT, but its hallucinogenic effects were not discovered or published in scientific literature until 1951.
DMT is an interesting psychedelic as, compared to other compounds in that same category, it produces short yet intense “trips” that can last for just a few minutes depending on the dose. The short duration of its effects is an appealing characteristic when exploring its use for psychedelic-assisted therapy.
Recently, the biotechnology company Small Pharma announced positive early results from a clinical trial testing pharmaceutical-grade synthetic DMT formulation in participants with major depressive disorder, or MDD. And according to Clinicaltrials.gov, a number of other trials are in progress to evaluate the safety, tolerability and efficacy of DMT in healthy participants, stroke patients, and individuals with alcohol use disorder, among other conditions.
How, exactly, DMT alters brain function to produce the effects observed so far in clinical trials is not yet clear, though a recent study from scientists at Imperial College London (Imperial) shed some light.
The research, published in PNAS, was led by Dr. Chris Timmermann at the Centre for Psychedelic Research at Imperial. It combined electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) to explore the effects of DMT on the human brain.
What are EEG and fMRI?
EEG is a form of non-invasive electrophysiological monitoring. It measures electrical activity – also referred to as brain waves – generated by the brain via electrodes that are placed on the scalp. When neurons fire in sync, they generate an electrical field that quickly spreads through tissue, bone and the scalp. This electrical activity is detected by the electrodes, recorded, digitized and sent to an amplifier.
EEG is considered to have excellent temporal resolution, meaning it can accurately capture changes happening in the brain over time. This is important for understanding the dynamics of brain activity, but EEG is considered to have spatial resolution – i.e., it fails to present data on where changes in brain activity are happening.
In contrast to EEG, fMRI does not measure electrical responses. Instead, it is a technique based on the principle that the more active a brain region is, the greater the amount of blood flow to that region. fMRi measures changes in blood flow and oxygenation in different areas of the brain, and therefore provides high spatial temporal resolution.
EEG-fMRI combines both techniques to overcome the temporal and spatial limitations of using them separately. It is considered a mature cognitive neuroscience technique for multimodal brain imaging.
While Timmerman and colleagues’ study is not the first to image the brain while a participant is under the effects of psychedelics, it is the first to combine EEG and fMRI to image the brain under a “highly immersive” psychedelic experience.
“Motivated by, and building on our previous research with psychedelics, the present work combined two complementary methods for imaging the brain imaging,” said Professor Robin Carhart-Harris, senior author of the study. Carhart-Harris is now a professor of neurology at the University of California, San Francisco. “fMRI allowed us to see the whole of the brain, including its deepest structures, and EEG helped us view the brain’s fine-grained rhythmic activity,” he continued.
Testing the effects of DMT on the brain
The Imperial team recruited a total of 20 healthy participants aged 33.5 years on average for the study.
After initial assessments ensured the physical and mental health criteria of the study were met, the participants visited the Imperial College Clinical Imaging Facility for two visits that were two weeks apart.
The first session consisted of continuous EEG-fMRI scanning for 28 minutes while the participant was resting. The DMT/placebo was administered after eight minutes. “In this initial session (task free), they received intravenous (IV) administration of either placebo (10 mL of sterile saline) or 20 mg DMT (in fumarate form dissolved in 10 mL of sterile saline) – injected over 30 seconds, and then flushed with 10 mL of saline over 15 seconds – in a counter-balanced order (half of the participants received placebo and the other half received DMT),” Timmerman and colleagues described.
What is counterbalancing?
In simplest terms, counterbalancing is used to ensure that any effects observed in a study are not due to the order in which the interventions were presented.
After the scans, the participants were handed questionnaires, which were designed to evaluate the subjective effects they had experienced.
The second session replicated the first; except participants were asked to audibly rate the intensity of the drug’s effects every minute that they were in the scanner. “This article reports the results concerning the resting-state scans in which no intensity ratings were asked, while using intensity ratings collected in other (non-analyzed) scan runs as covariates for dynamic fMRI and EEG analysis,” the researchers said.
DMT breaks down the brain’s segregated networks of activity
The researchers found that DMT triggered changes within and between different brain regions. Under normal circumstances, brain activity is segregated into specific networks. After administration of DMT, the boundaries of these networks seem to collapse, resulting in what the authors describe as “global functional connectivity”. Compared to placebo, DMT administration significantly decreased the within-network integrity of all resting state networks, excluding the salience and limbic networks. The changes to activity were most prominent in brain areas linked with “higher level” functions, such as imagination.
By simultaneously recording EEG and fMRI data, the researchers could study any changes in the types of electrical activity produced by the brain in conjunction with the fMRI measures of functional connectivity.
“Our results revealed that when a volunteer was on DMT there was a marked dysregulation of some of the brain rhythms that would ordinarily be dominant. The brain switched in its mode of functioning to something altogether more anarchic,” said Carhart-Harris.
“It will be fascinating to follow-up on these insights in the years to come. Psychedelics are proving to be extremely powerful scientific tools for furthering our understanding of how brain activity relates to conscious experience,” he added.
Da:
https://www.technologynetworks.com/drug-discovery/news/what-happens-in-the-human-brain-after-taking-dmt-383008
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