LSD和神奇蘑菇：導(dǎo)致大腦熵增加

　　新研究表明，人的大腦在服用藥物之后顯示出的活動性模式與做夢時的模式是類似的。迷幻藥物如LSD和神奇蘑菇(magic mushrooms)可以深刻改變我們體驗世界的方式，但究竟在大腦內(nèi)部發(fā)生了什么幾乎無從得知。發(fā)表在《人腦電圖》（Human Brain Mapping）雜志上的新研究，使用注射了裸蓋菇素（psilocybin）的志愿者的腦部掃描數(shù)據(jù)，研究了神奇蘑菇中的迷幻化學(xué)成分——裸蓋菇素對大腦的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),受裸蓋菇素的影響，會使更多的原始思維和情感相關(guān)的大腦網(wǎng)絡(luò)變得更加活躍，而且是在人腦網(wǎng)絡(luò)的幾個不同的區(qū)域——如海馬體（hippocampus）和前扣帶皮層（anterior cingulate cortex）區(qū)域在同一時間出現(xiàn)活躍。這種活動模式,類似于觀察到的人在做夢中的大腦活動模式。相反，那些已經(jīng)取消了裸蓋菇素的志愿者，在與高級思維，包括自我意識相關(guān)聯(lián)的大腦網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了更多的脫節(jié)和不協(xié)調(diào)的活動。

　　在其它作用于精神的化學(xué)物質(zhì)中，使用者經(jīng)常描述為“擴(kuò)展意識（expanded consciousness）”,包括增強(qiáng)關(guān)聯(lián)、生動的想象和夢幻般的狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)中，迷幻藥是獨(dú)一無二的。為了探索這種經(jīng)歷的生物學(xué)基礎(chǔ),研究人員分析了15個志愿者的腦成像數(shù)據(jù)，首先給志愿者靜脈注射裸蓋菇素，然后讓其躺在功能磁共振成像(fMRI)掃描儀之下。掃描志愿者受裸蓋菇素的影響狀況,同時與那些注射了安慰劑的志愿者進(jìn)行比較。英國倫敦帝國理工學(xué)院（Imperial College London）實驗醫(yī)學(xué)系、神經(jīng)精神藥理學(xué)中心的羅賓•卡哈特-哈里斯（Robin Carhart-Harris）博士說，“在這項研究中，我們所做的僅僅是確定以前報道的思維擴(kuò)張與迷幻藥物有關(guān)的生物學(xué)基礎(chǔ)的開始，我很著迷看到在迷幻狀態(tài)大腦活動模式與人們深睡夢境中的大腦活動模式相似，尤其是當(dāng)兩種情景都涉及到與情感和記憶有關(guān)的原始大腦區(qū)域。人們通常描述用裸蓋菇素作為產(chǎn)生一種夢幻狀態(tài)，但是我們的研究結(jié)果是首次提供了大腦的一種經(jīng)驗的物理表示。” 

　　新研究檢查了振幅波動變化，即所謂的血氧水平依賴(BOLD)信號,跟蹤大腦的活動水平。這表明重要的大腦網(wǎng)絡(luò)活動與人的高級思維相連接，在裸蓋菇素的作用下，變得不同步和雜亂無章。一個特定的網(wǎng)絡(luò),尤其是在大腦中起著核心作用的網(wǎng)絡(luò),基本上與其一致,是與我們的自我意識相連接的。相比之下，更原始的大腦網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域的活性在裸蓋菇素的作用下變得更加同步，表明它們工作更加協(xié)調(diào)，聲音更加響亮。此網(wǎng)絡(luò)涉及到與記憶和情緒有關(guān)海馬區(qū)，相關(guān)的前扣帶腦皮層的處于興奮狀態(tài)。

　　卡哈特-哈里斯博士說道：“迷幻藥物的影響下會發(fā)生什么是我們研究學(xué)習(xí)機(jī)制的基礎(chǔ)，也可以幫助理解它們可能的用途。我們目前正在研究LSD對創(chuàng)造性思維的影響，我們也會觀察裸蓋菇素可能幫助減輕抑郁癥的癥狀，讓患者改變他們嚴(yán)重悲觀的思維模式。迷幻藥用于治療目的并非今天才有，早在20世紀(jì)50年代和60年代就有,但現(xiàn)在我們終于開始理解它們在大腦內(nèi)的行動軌跡，對于更好地利用它們有了更加深入的認(rèn)識。”

　　倫敦帝國學(xué)院最初收集的數(shù)據(jù)是2012年由卡哈特-哈里斯博士和倫敦帝國學(xué)院實驗醫(yī)學(xué)系、神經(jīng)精神藥理學(xué)中心的大衛(wèi)•納特（David Nutt）教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組收集的。初步結(jié)果顯示大腦中各種變化與藥物攝入量有關(guān)。為了進(jìn)一步探索這些數(shù)據(jù)，卡哈特-哈里斯博士招募了大腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)建模方面的專家, 阿根廷CONICET的Dante Chialvo教授和德國歌德大學(xué)神經(jīng)學(xué)系腦成像中心的Enzo Tagliazucchi博士，大家合作共同研究裸蓋菇素是如何改變大腦活動，產(chǎn)生不同尋常的心理影響。

　　由德國、英國以及阿根廷科學(xué)家合作開展的這項新研究中，研究者采用了熵（entropy）度量。熵是體系混亂程度的一種衡量指標(biāo)，在控制論、概率論、數(shù)論、天體物理、生命科學(xué)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，在不同的學(xué)科中也有引申出的更為具體的定義，是各領(lǐng)域十分重要的參量之一。雖然熵最早是由德意志帝國物理學(xué)家魯?shù)婪?bull;克勞修斯（Rudolf Clausius，1822～1888）提出，并應(yīng)用在熱力學(xué)中。但是后來被美國數(shù)學(xué)家，信息論創(chuàng)始人克勞德•艾爾伍德•香農(nóng)（Claude Elwood Shannon，1916～2001）首次將熵的概念引入到信息論之中。英國倫敦帝國學(xué)院的研究人員與德國、阿根廷科學(xué)家的合作研究過程中，又首次將熵應(yīng)用于大腦迷幻狀態(tài)下，不同網(wǎng)絡(luò)水平的熵計算。結(jié)果顯示在越是原始的網(wǎng)絡(luò)體系中，熵的增加愈加明顯,這意味著在裸蓋菇素的影響下，大腦的活動模式數(shù)量的增加是可能的。似乎表明志愿者的大腦狀態(tài)具有更大范圍的潛在可用性,這可能就是迷幻藥使用者談?wù)摰?ldquo;思維擴(kuò)張（mind expansion）”生物物理表現(xiàn)特征。

　　先前的研究已經(jīng)表明，大腦中可能存在一個最佳動態(tài)網(wǎng)絡(luò)活躍數(shù)，既不太多也不太少。這可能依據(jù)意識的穩(wěn)定性和靈活性之間的優(yōu)化平衡，提供了進(jìn)化優(yōu)勢。大腦的最佳工作是在臨界點(diǎn)左右，即在有序與無序之間存在一種平衡，而且是大腦保持動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的最佳數(shù)時。然而，當(dāng)數(shù)量超過這一點(diǎn)，心靈技巧成為一個更加混亂的政體（regime）有比平時更多的可用網(wǎng)絡(luò)?？偟膩碚f，目前的結(jié)果表明，裸蓋菇素可以操縱這個關(guān)鍵操作點(diǎn)。