LSD 可能加快大脑节律并使其活动更具分形特征

LSD 在人类长期食用致幻物质的传统中算是后来者。但从语言学意义上说，它是第一种迷幻药。1956 年，英国精神科医生 Humphry Osmond 在与作家 Aldous Huxley 的通信中创造了“psychedelic（迷幻）”一词，用来描述 LSD 的致醉效应。服用这种药物的人会看到万花筒般的视觉图案，经历自我的暂时消融、时间的变慢或停滞，以及剧烈的情绪波动——从极度欣快到严重的焦虑和困惑不等。“要想探知地狱，或如天使般高飞，只需吸食一撮迷幻剂。”Osmond 在给 Huxley 的信中打趣道。

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至少从 2012 年起，科学家们就认为，LSD 和其他迷幻药（如裸盖菇素）之所以能改变人的体验，是因为它们调低了大脑特定控制中枢的活动，例如默认模式网络。该网络如同一位总指挥，调节着自我反思和自传体记忆，并维持着自我意识。较近的研究在一定程度上使这一观点变得更为复杂，表明某些网络之间的连接实际上会被迷幻药增强。

但本月早些时候发表的一项小型研究提出，LSD 也可能加快某些关键的大脑节律，并使大脑活动更具分形特征，即某些模式会在不同的时间尺度上出现并重复。这种药物可能不只是让某些控制区域的活动安静下来，还可能简单地改变了背景嗡鸣。换句话说，与其说 LSD 关闭了大脑的控制器，不如说它重新洗牌了整个系统内部的交流方式。该团队在《Communications Biology》上发表了他们的研究结果。

“想象一下，一个广播电台将其播出频率从 99.5 调到 100.5 FM，”合著者、蒙特利尔大学（Université de Montréal）神经科学家、Mila–魁北克人工智能研究所研究员 Karim Jerbi 在一份声明中说，“如果你的收音机仍停留在 99.5，信号听起来可能就会失真或消失。同样，忽视向更快的大脑节律的转变，可能会导致我们误读 LSD 对大脑的影响。”该研究由 Jerbi 与其博士生 Venkatesh Subramani 等人共同撰写。

Jerbi 和他的同事重新分析了 17 名志愿者的脑部记录，这些志愿者在两个不同的日子里分别接受了 LSD 或安慰剂生理盐水注射。为了分析受试者的大脑节律，研究人员使用了一种称为脑磁图（MEG）的技术，该技术可以捕捉大脑发出的微弱磁场，并能在毫秒级的时间内测量这种活动的变化。志愿者们闭着眼睛安静地躺着，有时在寂静中，有时则聆听 Robert Rich 和 Lisa Moskow 的电声环境音乐专辑《Yearning》中两段七分钟节选之一。

研究团队发现，LSD 加快了大脑中两种主要的节律：alpha 波和 beta 波。alpha 波在我们休息时占主导地位，beta 波则与专注和决策有关。通过脑磁图，研究人员发现，实际上 alpha 波每秒加快了约 2 次搏动，beta 波每秒加快了约 5 次搏动，且这种变化遍及大脑皮层的大部分区域。较早的研究未能发现这种节律变化，原因在于它们测量大脑活动的方式。

旧方法只测量强度：在特定的预设频率范围内，落入其中的总功率有多少，而这些频率范围通常对应每种类型的脑波。例如，在健康静息的人身上，alpha 波通常相当规律地在每秒约 10 次的频率上达到峰值——尽管确切数字因人而异，略有不同。新方法将每种节律从背景噪声中分离出来，既测量频率移动的速度，也测量其在峰值处的强度。

Jerbi 及其同事还发现，大脑所谓的背景“嗡鸣”——其中较慢的频率天然比快速频率更响——变得平缓了：活动在各个速度上分布得更加均匀，导致信号的组织性降低。但大脑的整体活动变得更加复杂、更具分形特征、更难预测，这通过信号中出现的不同模式数量以及信号随时间变化的变体数量来衡量。这些分形模式存在于自然界各处，并与许多服用该药物者所体验到的视觉图案相呼应——在这些图案中，微小的模式层层嵌套，如同雪花的几何结构。

Jerbi 说，在大脑信号中发现分形模式，并不一定意味着与视觉上的分形变化有直接联系。“我们的发现为这一有趣的假说提供了支持，但尚未证实它。我们测量的是大脑信号随时间变化的分形结构，而不是人们所感知图像的分形结构。”

研究人员观察到的大脑活动模式集中在与视觉、听觉、语言、情绪和意象相关的区域，但大多未影响与运动相关的区域，这与该药物改变体验的方式一致。当一个人服用 LSD 时，感知会被打乱，但运动的基本机制通常保持完好。

有一个发现让团队感到意外：听音乐并没有增强药物的效果。如果非要说的话，数据反而表明音乐实际上抑制了 LSD 的效果：在听音乐的受试者中，背景嗡鸣变得更加动态，复杂性下降。科学家提出的一个假说是，音乐可以起到锚定作用，让大脑更有组织性。但这一结果在严格的统计分析下并未站得住脚，因此它更像是一个提示，而非事实。 

团队发现的模式似乎足够一致，可以被 AI 识别。他们训练了一个机器学习模型来预测哪些脑电记录来自服用 LSD 的受试者，哪些来自服用安慰剂的志愿者。该模型表现相当不错，准确率在 68% 到 82% 之间，具体取决于所用特征，例如节律评分、背景嗡鸣活动和复杂性评分。

作者指出，这些发现存在一些局限性。该研究仅纳入了 17 人，且记录来自一个较旧的数据集，是用新方法重新分析的。高频 gamma 波的发现也可能反映出肌肉抽搐有时会伪造某些脑信号这一事实，但作者表示，他们发现的模式不太可能如此有组织性。

但如果这些发现成立，它们表明服用 LSD 的体验比我们之前所认识到的还要复杂，并且最终可能以直接反映在感知体验中的方式改变我们的大脑。

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头图：MP_Foto / Shutterstock