17 Probanden: LSD beschleunigt Gehirnwellen statt sie nur zu schwächen

Siebzehn gesunde Freiwillige nahmen an einer Studie teil, die sich nur durch Messungen des Gehirns im Millisekundenbereich auswerten ließ. Jeder von ihnen absolvierte zwei Sitzungen im Abstand von zwei Wochen. In der einen erhielten sie eine intravenöse Injektion von 75 Mikrogramm LSD, eine Dosis, die die Forscher mit dem Gewicht eines Salzkörnchens vergleichen. In der anderen erhielten sie ein Placebo, eine Kochsalzlösung. Die Aufnahmen wurden am Imperial College London vom Team um Robin Carhart-Harris mit der Magnetoenzephalografie (MEG) gemacht, einem Verfahren, das die winzigen Magnetfelder erfasst, die durch neuronale Aktivität entstehen.

Jahrelang ging man davon aus, dass psychedelische Substanzen die Gehirnwellen abschwächen. Alpha-Wellen, die vorherrschen, wenn wir bei geschlossenen Augen ruhen, und Beta-Wellen, die mit Konzentration und Entscheidungsfindung in Verbindung stehen, zeigten unter der Droge geringere Intensität. Dies wurde im Allgemeinen als „Desynchronisation“ gedeutet, also als Hinweis darauf, dass Nervenzellen weniger synchron feuern. Herkömmliche Methoden konnten jedoch nicht immer zwischen einer echten Abschwächung der Wellen und einer Veränderung ihrer Frequenz unterscheiden, also der Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Das Team kombinierte modernste Signalverarbeitungsmethoden mit künstlicher Intelligenz, um beides voneinander zu trennen.

Das Ergebnis: Unter LSD werden die Wellen nicht nur schwächer. Sie werden schneller. Die Alpha-Wellen legten etwa 2 Hertz zu, die Beta-Wellen etwa 5 Hertz, und zwar über weite Teile der Großhirnrinde. Jerbi vergleicht den Fehlschluss mit einem Radio, das noch auf 99,5 FM eingestellt ist, während der Sender bereits auf 100,5 gewechselt hat: Das Signal wirkt verzerrt oder geht verloren. Die Verschiebung der Alpha-Wellen steht außerdem im Gegensatz zu bestimmten Narkosemitteln, die diesen Rhythmus verlangsamen, und deutet nach Lesart der Autoren auf eine erregbarere Großhirnrinde hin.

Auch das Hirnsignal wurde komplexer. Die Forscher maßen seine fraktale Dimension, also das Maß dafür, wie sich ein Muster auf jeder Größenskala wiederholt, ähnlich wie jedes Röschen eines Romanesco-Brokkolis selbst wieder ein kleiner Romanesco ist. Sowohl dieser Wert als auch die Vielfalt der Muster stiegen unter LSD an, sodass das Signal eher einer zerklüfteten Küstenlinie glich als einem geraden Strand. Am stärksten veränderten sich die Regionen, die mit Sinneswahrnehmung, Sprache, Emotion und mentaler Bildvorstellung verbunden sind, während der motorische Kortex vergleichsweise unberührt blieb. Das Team trainierte einen KI-Algorithmus, um LSD-Sitzungen von Placebo-Sitzungen zu unterscheiden, und prüfte so, ob sich diese Veränderungen als Signatur eignen.

Für die Forschung bedeutet das eine präzisere Möglichkeit, psychedelische Zustände zu erfassen. Wenn die Geschwindigkeit der Gehirnrhythmen Teil der Wirkung der Droge ist, haben Studien, die nur die Stärke der Wellen verfolgen, womöglich einen Teil übersehen. Wer Studien zu Psychedelika gegen Depressionen, Angststörungen oder posttraumatische Belastungsstörungen plant, könnte einen zweiten Marker hinzufügen. Den Zusammenhang, den die Autoren zu den geometrischen Mustern herstellen, die viele Konsumenten bei geschlossenen Augen sehen, bleibt eine Hypothese. Jerbi merkt an: „Wir messen die fraktale Struktur von Hirnsignalen über die Zeit, nicht die fraktale Struktur der Bilder, die Menschen wahrnehmen.“ Die Studie umfasst 17 Personen und eine Dosis, und die Autoren haben noch nicht gezeigt, dass die Signatur spezifisch für LSD ist.