Uporaba psilocibina v kontekstu znanstvenih in eksperimentalnih kličnih raziskav je vzbudila nov interes v mehanizme akcije psihedelivkov, vendar pa je časovni potek njihovega vpliva na sistemski nevrobiološki ravni pri ljudeh še slabo raziskan. V ta namen smo izvedli dvojno-slepo, randomizirano, uravnoteženo študijo z navzkrižnim načertom v kateri je 23 zdravih posameznikov prejelo placebo in 0,2 mg/kg psilocibina na dva različna dneva. Aktivnost možganov smo spremljali s pomočjo funkcijskega magetno-resonančnega slikanja v treh časovnih točkah: 20, 40 in 70 minut po administraciji. Mirovno funkcijsko konektivnost smo ocenili s pomočjo metode globalne možganske konekvitnosti in rezultate primerjali s kortikalnimi zemljevidi izraženosti genov. Psilocibin je zmanjšal povezanost asociativnih in hkrati povečal povezanost senzornih možganskih področji. Ta vzorec se je razvijal od administracije do vrhunca. Opažene spremembe povezanosti v času so korelirale s prostorsko distribucijo ekspersije genov HTR2A and 5-HTR1A. Rezultati nakazujejo, da tvori integracija funkcijske konektivnosti senzornih področji in dezintegracija asociativnih regij osnovo psihedeličnega stanja ter izpostavljajo vlogo serotoninskega 2A in 1A receptorskega sistema. – Projekt je prispeval k razvoju analitičnega pristopa za študijo in članek.
COBISS.SI-ID: 71010402
Razumevanje kompleksnih sistemov, kot so človeški možgani, zahteva razumevanje zgradbe sistema na več organizacijskih nivojih —od nevronov in lokalnih vezij do možganskih predelov ter možganskih omrežij. Tu se osredotočamo na opredelitev organizacije možganskih omrežij, saj podajajo okvir za organizacijo na vseh drugih stopnjah. Razvili smo zelo načelen pristop k identifikaciji kortikalnih omrežnih skupnosti na nivoju funkcijskih sistemov, pri čemer smo algoritme za prepoznavanje skupnosti umerili s pomočjo predhodno dobro opredeljenih senzornih in motornih sistemov, ki smo jih uporabili kot vodnike. Izhajali smo iz in replicirali nedavno opredeljena omrežja ter jih razširili z več kognitivnimi omrežji višjega reda, kot je na primer levo lateralizirano jezikovno omrežje. Opredeljena kognitivna omrežja smo razširili z vključitvijo subkortikalnih struktur ter identificirali 358 visoko organiziranih subkotrikalnih parcel, ki se vključujejo v oblikovanje velikih možganskih omrežij. Identificirane subkortikalne parcele se po številu ujemajo z nedavnimi ocenami števila kortikalnih parcel (360). Ta atlas celotnega možganskega omrežja—objavljen kot odprt vir za nevroznanstveno skupnost—vse možganske strukture, tako kortikalne kot subkortikalne, umesti v en sam obsežen funkcionalni okvir in s tem postavi podlago za študije, ki raziskujejo funkcionalna možganska omrežja v zdravju in bolezni. – Projekt je prispeval analitska orodja ter pristop za študijo in članek.
COBISS.SI-ID: 66391394
Namen študije je bil preučiti učinek aktutne hiperglikemije na delovanje možganov pri adolescentih z diabetesom tipa 1 (T1D). V študiji je dvajset udeležencev z T1D (povprečna starosti 14.6 let) in 20 zdravih udeležencev izenačenih po starosti sodelovalo v dveh funkcijsko magnetno-resonančnih slikanjih. Udeleženci z T1D so prvo slikanje izvedli v euglikemičnem, drugo pa v hiperglikemičnem stanju. Rezulati so pokazali nižjo kapaciteto prostorskega delovnega spomina (PDS) v stanju hiperglikemije in pomembne razlike v aktivaciji relevantnih možganskih področij v različnih fazah izvedbe naloge PDS. Zaključujemo, da akutna hipeglikemija negativno vpliva na kapaciteto PDS pri adolescentih s T1D, kar je relevantno tako za njihovo vsakdanje delovanje kot akademsko uspešnost. – V okviru projekta smo za opisano študijo razvili uporabljeno metodologijo in analitska orodja.
COBISS.SI-ID: 17753603
LDS deluje kot antagonist na različnih serotoninskih (5-HT) in dopaminskih receptorjih. Navkljub terapevtskem in znanstvenem interesu za LSD, ostaja prispevek specifičnih receptorjev k njegovim nevrobiološkim učinkom neznan. V ta namen smo izvedli dvojno slepo, randomizirano, uravnoteženo, študijo z navzkrižnim načrtom v kateri je 24 zdravih udeležencev prejelo (i) placebo in placebo, (ii) placebo in LSD (100 mg po) ali (iii) Kentansein, selektivni 5-HT2A antagonist in LSD. Ocenili smo globalno funkcijsko konektivnost in jo primerjali s kortikalnimi zemljevidi izrazov genov. LSD je zmanjšal povezanost asociativnih in hkrati povečal konektivnost senzornih in somatomotornih možganskih področji tako s celotnimi možgani kot specifično s talamusom. Ketanserin je popolno blokiral subjektivne in živčne učinke LSD. Zemljevid učinka LSD se je ujemal z zemljevidom kortikalnega izraza gena, ki uravnava 5-HT2A receptor pri ljudeh. Ti rezultati skupaj kažejo na pomembno vlogo 5-HT2A receptorja v nevrofarmakologiji LSD. Študija tako kaže na pomembno vlogo 5-HT2A receptorja v mehanizmih LSD, ki osvetljuje njegovo nevrobiologijo in vodi racionalni razvoj na psihedelikih zasnovane terapije. – V okviru projekta smo za opisano študijo razvili in uporabili pristop in orodja analize funkcijske konektivnosti.
COBISS.SI-ID: 66393186
Shizofrenijo (SHZ) označuje moteno procesiranje nagrad in kognicije, ni pa znano kakšna je njuna soodvisnost. Možno je, da motnje procesiranja nagrad vplivajo na izvedbo motiviranega na cilj usmerjenega vedenja. Da bi preverili to predpostavko smo preučili učinek denarne nagrade na izvedbo naloge prostorskega delovnea spomina (DS) pri bolnikih z SHZ. Da bi zajeli kompementarni učinek, smo preverili biofiziološko podprt model nevrofarmakološke manipulacije na kakonično fronto-parietalno asociacijsko kortikalno mikrovezje sposobno DS. Bolniki s SCZ (n=33) in zdravi kontrolni udeleženci (ZKU, n=32) so izvajali nalogo prostorskega DS v dveh pogojih manipulacije nagrad: s predstavitvijo namigov nagrade neposredno pred vsakim poskusom ali kontekstualno pred nizom poskusov. Izvedbo naloge smo primerjali s modelom kortikalne vezja, ki smo ga izpostavili gutamatergičnemu vzburjenju, GABAergični inhibiciji ali rekurzivni modulaciji ojačevanja lokalnih povezav. Rezultati so pokazali da obe skupini izboljšata izvedbo naloge DS, ko so namigi za nagrado posredovani neposredno pred vsakim poskusom, medtem ko pri bolnikih z SHZ vzpostavljen kontekst nagrade ni vplival na izboljšanje izvedbe. Modeliranje je pokazalo, da je izboljšanje izvedbe naloge DS možno doseči bodisi preko ojačitve lokalnih povezav s pomočjo nevromodulacije, ali preko GABAergične inhibicije. Skupaj študija kaže da so bolniki z SHZ sposobni kratkoročnega izboljšanja izvedbe naloge DS, kar nakazuje, da je njihova sposobnost izvedbe motiviranega vedenja morda omejena z močjo reprezentacije nagrade. Možen mehanizem za začasno izboljšanje izvedbe naloge DS je lahko ojačitev fronto-parietalnih povezav preko modulacije, ali lokalnih inhibitornih procesov.
COBISS.SI-ID: 68508002