显微镜观察揭示了迷幻药是如何照亮大脑神经通路的

对于迷幻药来说这是多么漫长而奇怪的旅程啊。从它们在古老的土著仪式中的使用，到它们经常被讽刺地与20世纪60年代的反主流文化联系在一起，再到它们最近作为一种潜在的治疗手段重新出现，致幻剂因不同的原因被不同的群体所接受。但科学家们从未完全了解这些药物是如何作用于大脑的。

亚历克斯关颖珊博士。09年，工程学院梅宁生物医学工程学院的副教授，正在使用光学显微镜和其他工具来映射大脑这种方法最终可能会导致快速见效的抗抑郁药的开发，以及药物使用障碍和集束性头痛的治疗。

“我们对药理学有了更多的了解，了解了迷幻药在结构层面如何工作，如何与大脑受体相互作用。但在理解它们对大脑本身的作用方面，在神经回路水平上一直存在很大的空白。”“发生的一系列事件最终会导致急性和更持久的行为变化，这可能对治疗有用。但介于两者之间的是一个黑匣子。”

Kwan说，尽管环保主义者和作家Michael Pollan等知名人物重新对致幻剂的益处产生了兴趣，但对这些药物的大部分研究都是在20世纪50年代和60年代用相当初级的方法进行的。

为了综合不同的科学信息并使之与时俱进，关和他的合作者们撰写了一篇综述论文《迷幻作用的神经基础》(the Neural Basis of Psychedelic Action)，于10月24日发表在自然神经科学，这解释了基本的神经生物学迷幻药在化学、分子、神经元和网络水平上工作，并提出了未来探索的主题，如复合致幻剂对不同类型的脑细胞的影响。

关的研究主要集中在裸盖菇素，所谓的神奇蘑菇的活性成分。因为裸盖菇素已经在II期试验中了临床试验在美国，它是最有希望的药物开发候选药物。Kwan的实验室也在研究其他化合物，如5-甲氧基- n, n -二甲基色胺(5-MeO-DMT)，它是索诺兰沙漠蟾蜍的腺体分泌的一种防御机制。

“我认为这个话题的一个迷人之处在于，这些化学物质有数千种不同的变体和类似物，”Kwan说。“我们研究不同的原因是，就它们与不同大脑受体的结合方式而言，它们的性质略有不同。它给了我们一个非常好的调音旋钮。我们可以修改化学结构看看它对大脑有什么不同的影响。”

正如科学在发展，工具也在发展。Kwan使用的新技术包括双光子显微镜、病毒追踪和光遗传操作，在这些技术中，神经元的活动可以用光控制——所有这些技术都可以用于瞄准活老鼠大脑皮层和皮层下区域的功能神经元。正是康奈尔大学开发的这些工具，让关在过去9年里一直在耶鲁大学医学院学习的他在2021年回到了母校。

“科学家曾经把电极放入老鼠的大脑中，他们会一次记录一个神经元。但从那以后，神经科学领域取得了巨大的进展。”“现在我们有方法记录的不是一个神经元，而是成千上万个。我们有控制神经活动的方法。我们有更严格的方法来衡量动物行为。”

在去年发表的研究中神经元， Kwan使用双光子显微镜显示，单剂量的裸盖菇素使小鼠大脑中的神经元连接数量增加了约10%。这一发现引发了一系列后续问题——为什么会产生新的神经元连接，哪些途径被加强了，这些变化是裸盖菇素治疗效果的基础吗?- Kwan现在计划探索这个问题。

Kwan说:“如果你知道了其中涉及的途径，你就可以开始用它作为标记来发现新药。”“另一件让我们非常兴奋的事情是，如果你知道这些药物的靶向途径是什么，你也可以在与迷幻药结合时刺激这些途径，以增强药物的效果。”

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