一项汇集多项独立脑成像数据的国际分析发现，迷幻药物在改变大脑不同网络之间通讯时存在共同模式。研究人员发现，裸盖菇素和LSD等物质可靠地增加了负责感官输入的大脑区域与负责抽象联想思维的区域之间的功能连接。该研究结果发表在《自然·医学》期刊上。
近年来，裸盖菇素、LSD和DMT等经典迷幻药物作为抑郁症和焦虑症等疾病的实验性治疗手段，重新进入主流精神病学研究。这些物质均可靠地结合大脑中特定类型的血清素受体，引发感知和意识的深刻变化。
为了理解这些改变状态如何在物理层面显现，研究人员经常使用功能性磁共振成像。这种无创扫描技术可测量大脑中自发的、协调的血流变化。当人们静躺在扫描仪中时，其大脑活动会自然同步形成不同的大规模网络。其中一些网络处理基本的感觉和运动任务，而另一些则管理更高层次的认知功能，如记忆回忆、自我反思和目标规划。
过去关于迷幻药物的大脑成像研究呈现出碎片化的网络变化图景。由于收集受强效精神药物影响的个体数据既困难又昂贵，大多数研究依赖小样本量。不同研究团队也对各自的数据集采用不同的统计方法。这种不受控制的变异性导致了相互矛盾的报告——一些实验室发现特定脑连接增强，而另一些实验室则观察到完全相反的效果。
为解决这些不一致，一个全球科学家团队组建了合作联盟，将现有脑成像数据汇总到统一标准化分析中。该项目由加利福尼亚大学旧金山分校的神经科学家Manesh Girn和麦吉尔大学的Danilo Bzdok领导，他们与三大洲数十位独立研究人员合作。
研究团队收集了11个独立数据集，这些数据集最初由来自五个不同国家的实验室采集。分析总计包括273名健康成年人的扫描数据，他们分别接受了五种迷幻物质之一：裸盖菇素、LSD、DMT、死藤水或麦司卡林。
研究人员没有孤立地查看每个数据集，而是对所有脑部扫描采用统一的处理流水线。这种标准化有助于消除因不同实验室使用不同软件程序来清理和准备原始成像数据而导致的变异。
团队随后使用一种称为贝叶斯层次模型的统计框架分析结构数据。传统的频率学派统计常依赖主观数值阈值来判定生物学效应是否存在。相比之下，贝叶斯方法计算特定变化发生的连续概率。该方法直接考虑了不同受试者、药物和原始研究设计之间的变异性，使科学家能够在维持分级不确定度的情况下定位最可靠的脑部变化。
汇总分析识别出不同迷幻物质共有的一个一致脑特征。研究人员发现，大脑感觉网络与其联想网络之间的功能连接显著增强。
感觉网络（有时称为单模态网络）处理来自环境的直接传入信息，如视觉处理和身体触觉。联想网络（常称为跨模态网络）包括默认模式网络和额顶网络等系统。这些系统综合原始数据以支持复杂思维、记忆构建和大脑的基线静息状态。
正常情况下，这些感觉和联想系统以重度分离状态运行，维持严格的加工层级，使基本感知与抽象思维保持独立。在迷幻药物影响下，它们之间的通信线路变得扁平化。扫描显示，这些不同的网络在药物体验期间更自由地同步和整合。
研究人员还绘制了大脑深层皮层下结构的变化。具体来说，他们关注了背侧纹状体——一个由尾状核和壳核组成的区域。该区域主要参与动作选择以及将感觉输入与行为输出相连接。分析表明，在迷幻状态下，纹状体与皮层感觉系统的通信有很高概率显著增强。
在比较不同药物时，研究人员注意到LSD和裸盖菇素在大脑网络改变上几乎完全相同。这种重叠与它们相似的药理特性以及在汇总数据中两种物质都有大量参与者参与相符。就网络融合而言，麦司卡林显示出与LSD和裸盖菇素大体相似的模式。
DMT物质引起了相似的结构性变化，但网络扰动更加强烈。死藤水在统计模型中呈现出特有模式，作者将其归因于其复杂的药理学特性以及接受该物质扫描的参与者数量极少。
汇总数据还挑战了神经影像领域的一个流行观点。此前单实验室研究经常报告称迷幻药物导致大脑各功能网络内部瓦解，这种现象常被称为“网络内部分裂”。当研究人员将所有研究的数据平均后，这一效应极其微弱。贝叶斯分析显示，特定网络内连接减少的统计确定性极低，从而对早先的网络分裂说法提出质疑。
在扩展生物学发现时，需要考虑合并历史数据所固有的若干局限性。原始研究跨越数年时间，使用了不同的磁共振成像扫描仪，这些仪器在磁场强度、记录间隔和技术规格上差异很大。
不同数据集中的受试者接受的药物剂量不同，给药方式不同，并且在各自药物体验过程中的扫描时间点也相差甚远。一些受试者接受静脉注射，而另一些则吞服胶囊。一些研究人员在给药后立即开始脑部扫描，而另一些则等待长达两小时，直到主观效应达到峰值。
简单的实验设计差异也对解读产生影响。绝大多数数据集基于主动将药物体验与安慰剂对照环节进行比较的试验。然而，一个数据集完全没有安慰剂组，另一项研究则采用固定顺序设计，其中药物和安慰剂条件的顺序并非随机。此类差异可能引入与受试者期望和新奇感相关的小偏差。
头部运动仍然是该神经科学领域的一个持续挑战。经历迷幻药物主观效应的个体，与接受安慰剂后静坐不动的人相比，更容易在扫描仪内移动。尽管数据处理流水线旨在最小化参与者运动对结果的影响，但成像数据中残留的视觉噪声仍不可避免。
为拓展这一基础地图，科学家建议未来的研究应放弃回顾性汇总，转向前瞻性协调试验。在这些未来项目中，多个实验室将在数据收集之前就同意使用相同的药物剂量方案、受试者选择参数和脑部扫描仪配置。
该研究题为“迷幻药物对脑回路功能影响的国际大型荟萃分析”，作者包括Manesh Girn、Manoj K. Doss、Leor Roseman、Katrin H. Preller、Fernanda Palhano-Fontes、Lorenzo Pasquini、Frederick S. Barrett、Pablo Mallaroni、Natasha L. Mason、Christopher Timmermann、Drummond E. McCulloch、Patrick M. Fisher、Brian S. Winston、Flora Moujaes、Felix Muller、Matthias E. Liechti、Franz X. Vollenweider、Johannes G. Ramaekers、Kim Kuypers、Draulio B. Araujo、Olaf Sporns、Joshua Siegel、Nico Dosenbach、David J. Nutt、Robin L. Carhart-Harris、Emmanuel A. Stamatakis和Danilo Bzdok。
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