Published March 20, 2023
| Version v1
Publication
Open
Human brain effects of DMT assessed via EEG-fMRI
Creators
- 1. Imperial College London
- 2. University of Sussex
- 3. University of Oxford
- 4. Adolfo Ibáñez University
- 5. University of Buenos Aires
- 6. Montreal Neurological Institute and Hospital
- 7. McGill University
- 8. Université de Toulouse
- 9. Centre National de la Recherche Scientifique
- 10. King's College London
- 11. University of California System
- 12. University of California, San Francisco
Description
Psychedelics have attracted medical interest, but their effects on human brain function are incompletely understood. In a comprehensive, within-subjects, placebo-controlled design, we acquired multimodal neuroimaging [i.e., EEG-fMRI (electroencephalography-functional MRI)] data to assess the effects of intravenous (IV) N,N-Dimethyltryptamine (DMT) on brain function in 20 healthy volunteers. Simultaneous EEG-fMRI was acquired prior to, during, and after a bolus IV administration of 20 mg DMT, and, separately, placebo. At dosages consistent with the present study, DMT, a serotonin 2A receptor (5-HT2AR) agonist, induces a deeply immersive and radically altered state of consciousness. DMT is thus a useful research tool for probing the neural correlates of conscious experience. Here, fMRI results revealed robust increases in global functional connectivity (GFC), network disintegration and desegregation, and a compression of the principal cortical gradient under DMT. GFC × subjective intensity maps correlated with independent positron emission tomography (PET)-derived 5-HT2AR maps, and both overlapped with meta-analytical data implying human-specific psychological functions. Changes in major EEG-measured neurophysiological properties correlated with specific changes in various fMRI metrics, enriching our understanding of the neural basis of DMT's effects. The present findings advance on previous work by confirming a predominant action of DMT-and likely other 5-HT2AR agonist psychedelics-on the brain's transmodal association pole, i.e., the neurodevelopmentally and evolutionarily recent cortex that is associated with species-specific psychological advancements, and high expression of 5-HT2A receptors.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
جذبت الأدوية المخدرة اهتمامًا طبيًا، لكن آثارها على وظيفة الدماغ البشري غير مفهومة تمامًا. في تصميم شامل داخل الموضوعات، يتم التحكم فيه عن طريق الدواء الوهمي، حصلنا على بيانات التصوير العصبي متعدد الوسائط [أي EEG - fMRI (التصوير بالرنين المغناطيسي الكهربائي للدماغ الوظيفي)] لتقييم آثار الحقن الوريدي (IV) N، N - Dimethyltryptamine (DMT) على وظائف الدماغ في 20 متطوعًا أصحاء. تم الحصول على EEG - fMRI متزامن قبل وأثناء وبعد إعطاء جرعة وريدية من 20 ملغ من DMT، وبشكل منفصل، الدواء الوهمي. في الجرعات المتوافقة مع الدراسة الحالية، يحفز DMT، وهو ناهض لمستقبلات السيروتونين 2A (5 - HT2AR)، حالة غامرة للغاية وتغيير جذري في الوعي. وبالتالي فإن DMT هو أداة بحث مفيدة للتحقق من الارتباطات العصبية للتجربة الواعية. هنا، كشفت نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي عن زيادات قوية في الاتصال الوظيفي العالمي (GFC)، وتفكك الشبكة وإزالة الفصل العنصري، وضغط التدرج القشري الرئيسي تحت DMT. GFC × خرائط الكثافة الذاتية المرتبطة بالتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المستقل (PET) - المستمدة من خرائط 5 - HT2AR، وكلاهما يتداخل مع البيانات التحليلية الوصفية التي تنطوي على وظائف نفسية خاصة بالإنسان. ترتبط التغيرات في الخصائص الفسيولوجية العصبية الرئيسية التي يقيسها مخطط كهربية الدماغ بتغيرات محددة في مقاييس التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي المختلفة، مما يثري فهمنا للأساس العصبي لتأثيرات DMT. تتقدم النتائج الحالية في العمل السابق من خلال تأكيد العمل السائد لـ DMT - ومن المحتمل أن تكون ناهضات 5 - HT2AR الأخرى - على قطب الارتباط عبر الوسائط في الدماغ، أي القشرة العصبية التطورية الحديثة المرتبطة بالتقدم النفسي الخاص بالأنواع، والتعبير العالي لمستقبلات 5 - HT2A.Translated Description (French)
Les psychédéliques ont suscité un intérêt médical, mais leurs effets sur le fonctionnement du cerveau humain sont mal compris. Dans un plan complet, intra-sujets, contrôlé par placebo, nous avons acquis des données de neuroimagerie multimodale [c.-à-d. EEG-fMRI (électroencéphalographie-fonctionnelle IRM)] pour évaluer les effets de la N,N-Diméthyltryptamine (DMT) intraveineuse (IV) sur la fonction cérébrale chez 20 volontaires sains. L'IRMf EEG simultanée a été acquise avant, pendant et après une administration IV en bolus de 20 mg de DMT et, séparément, un placebo. Aux doses compatibles avec la présente étude, la DMT, un agoniste du récepteur de la sérotonine 2A (5-HT2AR), induit un état de conscience profondément immersif et radicalement modifié. La DMT est donc un outil de recherche utile pour sonder les corrélats neuronaux de l'expérience consciente. Ici, les résultats de l'IRMf ont révélé des augmentations robustes de la connectivité fonctionnelle globale (GFC), la désintégration et la déségrégation du réseau, et une compression du gradient cortical principal sous DMT. GFC × cartes d'intensité subjective corrélées avec des cartes 5-HT2AR dérivées de la tomographie par émission de positons (TEP) indépendante, et toutes deux chevauchaient des données méta-analytiques impliquant des fonctions psychologiques spécifiques à l'homme. Les changements dans les principales propriétés neurophysiologiques mesurées par EEG sont corrélés à des changements spécifiques dans diverses métriques de l'IRMf, ce qui enrichit notre compréhension de la base neuronale des effets de la DMT. Les présents résultats avancent sur les travaux antérieurs en confirmant une action prédominante de la DMT - et probablement d'autres psychédéliques agonistes 5-HT2AR - sur le pôle d'association transmodale du cerveau, c'est-à-dire le cortex neurodéveloppemental et évolutif récent qui est associé à des progrès psychologiques spécifiques à l'espèce et à une expression élevée des récepteurs 5-HT2A.Translated Description (Spanish)
Los psicodélicos han atraído el interés médico, pero sus efectos sobre la función cerebral humana no se comprenden completamente. En un diseño exhaustivo, dentro de los sujetos, controlado con placebo, adquirimos datos de neuroimagen multimodal [es decir, EEG-fMRI (resonancia magnética electroencefalografía funcional)] para evaluar los efectos de la N,N-dimetiltriptamina (DMT) intravenosa (IV) en la función cerebral en 20 voluntarios sanos. Se adquirió EEG-fMRI simultánea antes, durante y después de una administración IV en bolo de 20 mg de DMT y, por separado, placebo. En dosis consistentes con el presente estudio, DMT, un agonista del receptor de serotonina 2A (5-HT2AR), induce un estado de conciencia profundamente inmersivo y radicalmente alterado. Por lo tanto, la DMT es una herramienta de investigación útil para sondear los correlatos neuronales de la experiencia consciente. Aquí, los resultados de fMRI revelaron aumentos robustos en la conectividad funcional global (GFC), desintegración y desegregación de la red, y una compresión del gradiente cortical principal bajo DMT. Los mapas de intensidad subjetiva de GFC × se correlacionaron con mapas de 5-HT2AR derivados de tomografía por emisión de positrones (PET) independientes, y ambos se superpusieron con datos metaanalíticos que implican funciones psicológicas específicas de los humanos. Los cambios en las principales propiedades neurofisiológicas medidas por EEG se correlacionaron con cambios específicos en varias métricas de fMRI, enriqueciendo nuestra comprensión de la base neuronal de los efectos de DMT. Los presentes hallazgos avanzan sobre el trabajo anterior al confirmar una acción predominante de DMT, y probablemente de otros psicodélicos agonistas de 5-HT2AR, en el polo de asociación transmodal del cerebro, es decir, la corteza neurodesarrollada y evolutivamente reciente que se asocia con avances psicológicos específicos de la especie y una alta expresión de receptores 5-HT2A.Files
pnas.2218949120.pdf.pdf
Files
(3.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f3a16fca380ab7e5974da03c02e1066d
|
3.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تم تقييم تأثيرات DMT على الدماغ البشري عبر EEG - fMRI
- Translated title (French)
- Effets cérébraux humains de la DMT évalués par EEG-fMRI
- Translated title (Spanish)
- Efectos cerebrales humanos de DMT evaluados a través de EEG-fMRI
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4327914778
- DOI
- 10.1073/pnas.2218949120
References
- https://openalex.org/W1144187633
- https://openalex.org/W1520852255
- https://openalex.org/W1563625862
- https://openalex.org/W1963722081
- https://openalex.org/W1973776237
- https://openalex.org/W2006096283
- https://openalex.org/W2006554089
- https://openalex.org/W2017806092
- https://openalex.org/W2026832357
- https://openalex.org/W2033134445
- https://openalex.org/W2055277208
- https://openalex.org/W2058046532
- https://openalex.org/W2066653668
- https://openalex.org/W2067456724
- https://openalex.org/W2072827698
- https://openalex.org/W2075969679
- https://openalex.org/W2080125703
- https://openalex.org/W2093477837
- https://openalex.org/W2109543774
- https://openalex.org/W2117140276
- https://openalex.org/W2128437336
- https://openalex.org/W2135894974
- https://openalex.org/W2148821883
- https://openalex.org/W2151721316
- https://openalex.org/W2163254535
- https://openalex.org/W2166073443
- https://openalex.org/W2170596036
- https://openalex.org/W2170702893
- https://openalex.org/W2322527340
- https://openalex.org/W2336389811
- https://openalex.org/W2340085151
- https://openalex.org/W2341558148
- https://openalex.org/W2344975321
- https://openalex.org/W2536956629
- https://openalex.org/W2537240939
- https://openalex.org/W2552814605
- https://openalex.org/W2553251493
- https://openalex.org/W2557111525
- https://openalex.org/W2593796352
- https://openalex.org/W2605399484
- https://openalex.org/W2753654430
- https://openalex.org/W2773293192
- https://openalex.org/W2788854095
- https://openalex.org/W2793484468
- https://openalex.org/W2797702265
- https://openalex.org/W2808301300
- https://openalex.org/W2810991298
- https://openalex.org/W2887016029
- https://openalex.org/W2892061340
- https://openalex.org/W2944337860
- https://openalex.org/W2945514479
- https://openalex.org/W2949283084
- https://openalex.org/W2949457836
- https://openalex.org/W2950564037
- https://openalex.org/W2951617899
- https://openalex.org/W2952169207
- https://openalex.org/W2977360611
- https://openalex.org/W2991342487
- https://openalex.org/W2992561588
- https://openalex.org/W2999279320
- https://openalex.org/W3010641024
- https://openalex.org/W3015140823
- https://openalex.org/W3015902292
- https://openalex.org/W3021274963
- https://openalex.org/W3085346702
- https://openalex.org/W3090010637
- https://openalex.org/W3092035884
- https://openalex.org/W3093828853
- https://openalex.org/W3127352965
- https://openalex.org/W3135780646
- https://openalex.org/W3156937150
- https://openalex.org/W3166067865
- https://openalex.org/W3173955184
- https://openalex.org/W3179469168
- https://openalex.org/W3179473685
- https://openalex.org/W3180887856
- https://openalex.org/W3185598997
- https://openalex.org/W3211573487
- https://openalex.org/W4200392082
- https://openalex.org/W4211211437
- https://openalex.org/W4220956513
- https://openalex.org/W4223491164
- https://openalex.org/W4225367628
- https://openalex.org/W4226057129
- https://openalex.org/W4281386811
- https://openalex.org/W4281703399
- https://openalex.org/W4295750005
- https://openalex.org/W4300960088
- https://openalex.org/W4308146982
- https://openalex.org/W4312140284