Один препарат — две разные истории
Однократная доза псилоцибина усилила немедленные поведенческие реакции у мышей, генетически изменённых для моделирования отдельных особенностей шизофрении. Но спустя несколько дней у самок обнаружилось и другое: улучшилось сенсорное фильтрование — способность мозга отсеивать лишние звуки и не реагировать на каждый сигнал так, будто он срочно требует заседания комиссии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Neuropsychopharmacology. Авторы предполагают, что кратковременные психоделические реакции и более длительные изменения работы мозга могут возникать по разным биологическим механизмам. Причём эти механизмы, судя по опытам, могут различаться у самцов и самок.
Сразу важная оговорка: речь идёт о мышах и об одном показателе поведения, а не о доказанном лечении шизофрении у людей.
Почему псилоцибин изучают с осторожностью
Псилоцибин — главное психоактивное вещество так называемых магических грибов. В организме оно превращается в псилоцин, который меняет восприятие, настроение и ход мыслей, главным образом воздействуя на серотониновые рецепторы 5-HT2A — белки на поверхности клеток мозга.
Псилоцибин активно изучают в клинических испытаниях при депрессии и тревожных расстройствах. А вот его действие при шизофрении, тяжёлом психическом расстройстве, связанном, среди прочего, с галлюцинациями, бредом, социальной отгороженностью и трудностями с фильтрацией ощущений, изучено гораздо хуже.
Поскольку псилоцибин может временно вызывать у здоровых людей изменения восприятия и связей между мозговыми сетями, современные клинические испытания обычно не включают людей с личной или семейной историей психотических расстройств. Это не формальность из серии «бумажка должна быть»: исследователи опасаются, что психоделик способен ухудшить состояние у людей, уязвимых к психозу.
Систематический обзор и метаанализ исследований на людях, опубликованный в 2024 году, оценил частоту психоза, вызванного психоделиками, примерно в 0,002% в популяционных исследованиях, 0,2% в неконтролируемых испытаниях и 0,6% в рандомизированных контролируемых испытаниях. Для пациентов с шизофренией в том же анализе приводилась оценка 3,8% по долгосрочным психотическим симптомам. Но она основана всего на двух небольших неконтролируемых исследованиях ЛСД, проведённых более полувека назад и признанных подверженными высокому риску систематической ошибки. Иными словами, надёжного ответа о том, как психоделики действуют на мозг, уязвимый к психозу, пока нет.
Причём тут глутамат
Чтобы разобраться в возможной уязвимости, недостаточно смотреть только на серотонин. Важен и глутамат — основной возбуждающий химический посредник мозга. Исследование 2008 года показало, что серотониновые рецепторы 5-HT2A могут физически объединяться с одним из типов глутаматных рецепторов на клетках коры и тем самым влиять на реакцию мозга на галлюциногены.
Новая работа посвящена другому представителю семейства глутаматных рецепторов — метаботропному рецептору глутамата 5, или mGlu5. Он участвует в регуляции обучения, эмоционального контроля и силы связей между нейронами.
У мышей, генетически лишённых mGlu5, наблюдаются некоторые особенности, имеющие отношение к шизофрении у людей: в частности, повышенная двигательная активность и нарушения сенсорного фильтрования. Некоторые из этих проявлений смягчаются стандартными антипсихотическими препаратами. В опыте 2010 года такие мыши особенно бурно двигались после введения синтетического галлюциногена, активирующего рецепторы 5-HT2A.
Есть и другая сторона вопроса: исследования на мышах показывали, что псилоцибин способствует образованию новых связей между клетками мозга. Поэтому учёные предположили, что после окончания острых психоделических эффектов препарат, возможно, способен повлиять на отдельные нарушения, связанные с шизофренией.
На реакцию влияет и биологический пол. В предыдущем исследовании взрослые самки крыс чаще самцов демонстрировали так называемые подёргивания головой после псилоцибина; выраженность реакции менялась вместе с уровнем эстрогена.
Команда под руководством аспиранта Мельбурнского университета Джеймса Дж. Гаттузо из Института нейронаук и психического здоровья Флори исследовала, как сочетаются нарушения глутаматной сигнализации и биологический пол — во время действия псилоцибина и после него. Старшими авторами работы выступили Энтони Дж. Хэннан и Тибо Ренуар.
Как проходил эксперимент
Учёные работали с четырёхмесячными самцами и самками мышей. Животных разделили на две группы для разных частей исследования. В обеих были мыши без рецептора mGlu5 и генетически обычные однопомётники для сравнения.
В поведенческой части участвовали 96 мышей — по 10–14 животных в подгруппе. Им ввели в брюшную полость псилоцибин в дозе 1 мг на килограмм массы тела или физиологический раствор без действующего вещества. Чтобы исходные различия в тревожности не исказили результаты, группы уравновесили по показателям исследования новой среды, полученным за неделю до введения препарата. Тестирование проводили попеременно утром и днём.
Сразу после инъекции мышей на 30 минут помещали в камеру для измерения двигательной активности. В первые 15 минут их снимали сверху. Исследователь, не знавший, к какой группе относится каждое животное, подсчитывал подёргивания головой — быстрые движения из стороны в сторону, которые у грызунов используют как показатель активации серотониновых рецепторов 5-HT2A. Это маркер реакции на галлюциноген, а не мышиный эквивалент человеческих галлюцинаций.
Через две недели 47 мышам из этой группы сделали повторную инъекцию псилоцибина или физраствора, чтобы проверить, меняется ли острая реакция при повторном воздействии.
Активный продукт распада псилоцибина выводится из крови мышей примерно за четыре часа. Поэтому последующие тесты проводили уже после того, как препарат покинул организм. На первый и девятый дни измеряли сенсомоторное торможение, или сенсорное фильтрование. В тесте тихий предупредительный звук подают за 30 или 100 миллисекунд до громкого резкого шума. В норме мозг использует тихий сигнал, чтобы ослабить реакцию испуга на громкий. У людей с шизофренией и у мышей без mGlu5 такое «приглушение» обычно выражено слабее.
На третий и седьмой дни оценивали тревожноподобное и депрессивноподобное поведение. В тесте «светлая — тёмная камера» мышь десять минут находилась в пространстве с тёмным отсеком и ярко освещённой частью. Чем меньше времени она проводила на свету, тем сильнее проявлялось избегание, которое исследователи трактуют как тревожноподобную реакцию.
Через полчаса после этого проводили тест Порсолта, также известный как тест вынужденного плавания. Мышь на шесть минут помещали в ёмкость с водой, а программа подсчитывала, сколько времени в последние четыре минуты животное неподвижно держалось на плаву.
Вторая группа состояла из 61 мыши, ранее не проходившей поведенческие тесты; в подгруппах было по 5–10 животных. Им вводили те же дозы псилоцибина или физраствора, а через 90 минут забирали мозг для анализа белка c-Fos. Его используют как признак недавней активности нейронов. Исследователи изучили четыре области мозга, связанные с действием психоделиков и движением.
Острые реакции: движение и подёргивания
В первые полчаса псилоцибин резко усилил двигательную активность у мышей без mGlu5. У генетически обычных животных изменение пройденного расстояния не достигло статистической значимости. При этом мыши без рецептора в целом двигались больше независимо от того, получили они псилоцибин или физраствор; среди них самцы были активнее самок.
Псилоцибин увеличил число подёргиваний головой во всех группах по сравнению с физраствором. Пик приходился на период между пятой и десятой минутами после инъекции. У самцов без mGlu5 реакция была заметно сильнее, чем у генетически обычных самцов. У самок статистически значимого различия между этими двумя группами не обнаружили.
Авторы, однако, не спешат объявлять это простым различием между полами. Генетически обычные самки и без того чаще самцов подёргивали головой, поэтому разница между самками с рецептором и без него оказалась менее заметной. Самцы и самки без mGlu5 между собой по этой реакции не различались. По интерпретации исследователей, результат скорее указывает на повышенную чувствительность мышей без рецептора, а не на однозначный эффект пола.
Гаттузо подчёркивает: подёргивания — это показатель активности серотониновых рецепторов у грызунов, а не прямое измерение галлюцинаций, психоза или вреда. Они говорят об изменённой чувствительности, которую нужно изучать дальше, и напоминают, что реакция на психоделики зависит и от пола, и от особенностей биологии.
После повторной дозы через две недели псилоцибин снова усилил двигательную активность и подёргивания. Более сильная реакция на подёргивания у мышей без mGlu5 при втором введении стала заметна только после исключения одного выбивающегося наблюдения. В целом статистически значимой разницы между первой и второй инъекциями не было: в этих условиях исследователи не нашли убедительных признаков ни стойкой толерантности, ни усиления чувствительности.
Что показал анализ мозга
Через 90 минут после введения препарата учёные исследовали клауструм — тонкий слой нейронов под внутренней поверхностью неокортекса, который, как предполагается, помогает согласовывать работу удалённых друг от друга мозговых сетей. Псилоцибин увеличил плотность активных, положительных по c-Fos нейронов в клауструме генетически обычных мышей по сравнению с животными, получившими физраствор. У мышей без mGlu5 статистически значимой разницы между препаратами не обнаружили.
Авторы предполагают, что нормальная сигнализация через mGlu5 помогает псилоцибину вовлекать клауструм в реакцию мозга. Они также выдвигают осторожную гипотезу: если этот координирующий узел активируется слабее, это может быть связано с усиленными острыми реакциями у мышей без рецептора. Пока это именно предположение, а не установленный механизм.
В дорсомедиальном стриатуме — глубокой области мозга, участвующей в целенаправленных движениях, — у мышей без mGlu5 общая активность нейронов была ниже, чем у обычных животных. Статистически значимого эффекта псилоцибина там не выявили. Не достигли статистической значимости и эффекты препарата в дорсолатеральном стриатуме, прелимбической и инфралимбической коре. При этом в большинстве изученных областей общая активность нейронов у самцов была выше, чем у самок.
Долгосрочный результат обнаружился у самок
В тесте «светлая — тёмная камера» мыши без mGlu5 проводили на свету меньше времени, чем генетически обычные животные, что согласуется с их исходной склонностью к тревожноподобному избеганию. Но псилоцибин не оказал статистически значимого влияния на время в освещённой части, пройденное расстояние или число переходов между отсеками.
В тесте вынужденного плавания мыши, получившие псилоцибин, независимо от генотипа и пола дольше оставались неподвижными, чем животные после физраствора. Обычно неподвижность трактуют как депрессивноподобную пассивную реакцию на стресс. Но авторы предлагают и другое объяснение: за пять дней до введения препарата все мыши уже проходили плавательный тест, поэтому при повторной встрече с безвыходной ситуацией они могли научиться экономить силы.
У самок, получивших псилоцибин, на седьмой день наблюдалась связь между острой реакцией и поведением в воде: чем больше подёргиваний головой было сразу после инъекции, тем меньше времени мышь позже проводила неподвижно. На третий день у самок, а также в оба срока у самцов статистически значимой связи не нашли.
Общее увеличение неподвижности после псилоцибина расходится с результатами более раннего исследования на крысах с моделью депрессии: там однократная доза уменьшала неподвижность в тесте плавания вплоть до 12 недель и сопровождалась длительным повышением возбудимости нейронов медиальной префронтальной коры. Но сравнивать результаты напрямую нельзя: в той работе изучали долгосрочные эффекты у крыс с моделью депрессии, а здесь — более ранние последствия у мышей с моделью отдельных особенностей шизофрении.
Самое заметное длительное изменение обнаружилось в тесте сенсомоторного торможения. При интервале в 100 миллисекунд между тихим и громким звуком псилоцибин улучшил показатель у самок в целом по сравнению с физраствором. У самцов статистически значимого эффекта не было.
При более коротком интервале — 30 миллисекунд — самки без mGlu5, получившие физраствор, хуже фильтровали звуковые стимулы, чем генетически обычные самки. После одной дозы псилоцибина их результат улучшился настолько, что статистически значимое различие с обычными самками исчезло. Эффект сохранялся до девятого дня и оставался заметным после того, как исследователи учли различия между группами в силе реакции испуга.
У самцов картина была другой: у животных без mGlu5, получивших физраствор, статистически значимого нарушения при 30-миллисекундном интервале не обнаружили, а влияние псилоцибина также не достигло статистической значимости.
Гаттузо назвал особенно интересным то, что показатель у самок с нарушением приблизился к уровню контрольных животных и улучшение сохранялось. Однако, подчёркивает исследователь, улучшение одного теста у мышей не доказывает, что препарат лечит шизофрению у людей. Результат — повод для дальнейших исследований, а не готовый рецепт.
У самок, получивших псилоцибин, выявили и отрицательную связь между количеством острых подёргиваний головой и сенсорным фильтрованием на девятый день: чем сильнее была немедленная реакция, тем ниже оказывался поздний показатель. На первый день у самок и в оба срока у самцов статистически значимой связи не было. Авторы считают, что это согласуется с возможностью разных механизмов для кратковременного психоделического ответа и длительного изменения сенсорного фильтрования.
Что эти результаты не доказывают
У исследования есть несколько существенных ограничений. Во-первых, мыши были лишены mGlu5 с рождения. Такая модель отражает лишь некоторые биологические особенности шизофрении и не воспроизводит всю сложность человеческого расстройства. Кроме того, мозг животных развивался без этого рецептора, поэтому часть необычных реакций могла возникнуть из-за долгосрочной перестройки развития, а не только из-за отсутствия mGlu5 во взрослом возрасте. Для проверки исследователи предлагают временно блокировать рецептор лекарством у обычных взрослых мышей и посмотреть, появится ли у них такая же повышенная чувствительность к псилоцибину.
Во-вторых, подёргивания головой у грызунов — надёжный маркер активации серотониновых рецепторов 5-HT2A, но не прямое измерение человеческих галлюцинаций, психоза или мистического опыта. Улучшение сенсорного фильтрования у самок не означает, что псилоцибин действует как универсальный антипсихотик. А усиленные острые реакции у мышей без mGlu5, напротив, напоминают, почему к применению психоделиков у людей с риском психоза необходима особая осторожность.
Исследование не отвечает на вопрос, принесёт ли псилоцибин пользу людям с шизофренией или навредит им, и не является рекомендацией для самолечения. Учёные проверили одну дозу в одной модели на животных. Чтобы понять, насколько результаты воспроизводимы и применимы шире, нужны другие модели и разные дозировки.
Наконец, исследователи не измеряли концентрацию псилоцина в крови и мозге. Поэтому нельзя исключить, что самцы и самки или мыши с разным генотипом по-разному перерабатывали препарат. В будущих опытах команда предлагает проверить несколько доз и выяснить, можно ли предварительной блокировкой рецепторов 5-HT2A убрать острые подёргивания, сохранив при этом длительное улучшение сенсорного фильтрования у самок.
Главная задача дальнейшей работы — понять, где псилоцибин может оказаться полезен, где несёт риски и какие биологические особенности влияют на исход. Особенно важно разобраться в причинах различий между самцами и самками и выяснить, можно ли отделить длительные изменения от кратковременных психоделических реакций.
Исследование «Псилоцибин вызывает усиленные острые реакции и специфичное для пола длительное улучшение сенсомоторного торможения у мышей с нокаутом mGlu5 — модели шизофрении» провели Джеймс Дж. Гаттузо, Ахмед Камал, Дженнифер М. Пайе, Като Ово, Дженна Хенди, Бильгенур Безджиоглу, Зои Дж. Фелан, Мэдди Орчард, Дивьеш Бханот, Мэттью У. Хейл, Энтони Дж. Хэннан и Тибо Ренуар.