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Seventeen healthy volunteers took part in a study that could only be read by measuring the brain to the millisecond. Each of them went through two sessions, two weeks apart. In one, they received an intravenous injection of 75 micrograms of LSD, a dose the researchers compare to roughly the weight of a grain of salt. In the other, they received a placebo, a saline solution. The recordings were made with magnetoencephalography (MEG), a technique that captures the tiny magnetic fields produced by neuronal activity, at Imperial College London, by the team of Robin Carhart-Harris.
Diecisiete voluntarios sanos participaron en un estudio que solo podía leerse midiendo el cerebro con precisión de milisegundos. Cada uno de ellos pasó por dos sesiones, separadas por dos semanas. En una recibió una inyección intravenosa de 75 microgramos de LSD, una dosis que los investigadores comparan con el peso aproximado de un grano de sal. En la otra recibió un placebo, una solución salina. Las grabaciones se realizaron con magnetoencefalografía (MEG), técnica que capta los diminutos campos magnéticos que genera la actividad neuronal, en el Imperial College London, por el equipo de Robin Carhart-Harris.
For years, the usual reading of psychedelic effects on brain waves was that they weakened. Alpha waves, which dominate when we rest with our eyes closed, and beta waves, linked to concentration and decision-making, appeared less intense under the drug. This was generally interpreted as “desynchronization”, meaning neurons fire less in unison. But conventional methods did not always separate a real weakening of the waves from a change in their frequency, the number of oscillations per second. The team combined state-of-the-art signal-processing methods with artificial intelligence to tell the two apart.
Durante años, la interpretación habitual de los efectos psicodélicos sobre las ondas cerebrales era que las debilitaban. Las ondas alfa, que predominan cuando descansamos con los ojos cerrados, y las ondas beta, vinculadas a la concentración y a la toma de decisiones, parecían menos intensas bajo la droga. Esto se interpretaba en general como una «desincronización», es decir, que las neuronas se activan menos al unísono. Sin embargo, los métodos convencionales no siempre distinguían una verdadera debilitación de las ondas de un cambio en su frecuencia, es decir, en el número de oscilaciones por segundo. El equipo combinó métodos de procesamiento de señales de última generación con inteligencia artificial para diferenciar ambos fenómenos.
The answer is that under LSD the waves do not just fade. They speed up. Alpha waves gained about 2 hertz and beta waves about 5 hertz, across large areas of the cortex. Jerbi compares the mistake to a radio left tuned to 99.5 FM when the station has moved to 100.5: the signal seems distorted or lost. The alpha shift also runs against certain anesthetics, which slow that rhythm, and points, in the authors’ reading, to a more excitable cortex.
La respuesta es que, bajo el LSD, las ondas no solo se atenúan. Se aceleran. Las ondas alfa ganaron alrededor de 2 hercios y las beta alrededor de 5 hercios, en amplias zonas de la corteza. Jerbi compara el error con una radio sintonizada en 99,5 FM cuando la emisora ha pasado a 100,5: la señal parece distorsionada o perdida. El aumento de la frecuencia alfa también va en sentido contrario al de ciertos anestésicos, que ralentizan ese ritmo, y apunta, según la lectura de los autores, a una corteza más excitable.
The brain signal also became more complex. The researchers measured its fractal dimension, the way a pattern repeats at every scale, like each floret of a romanesco broccoli being a small romanesco. Both this measure and the diversity of patterns rose under LSD, so the signal looked more like a jagged coastline than a straight beach. The changes were strongest in regions tied to sensory perception, language, emotion and mental imagery, while the motor cortex stayed relatively unaffected. The team trained an AI algorithm to distinguish LSD sessions from placebo sessions, to test whether these changes could work as a signature.
La señal cerebral también se volvió más compleja. Los investigadores midieron su dimensión fractal, es decir, la forma en que un patrón se repite a cada escala, como cada floreta de un brócoli romanesco es a su vez un pequeño romanesco. Tanto esta medida como la diversidad de patrones aumentaron bajo el LSD, de modo que la señal se parecía más a una costa escarpada que a una playa recta. Los cambios fueron más intensos en regiones ligadas a la percepción sensorial, el lenguaje, la emoción y la imaginación mental, mientras que la corteza motora se mantuvo relativamente intacta. El equipo entrenó un algoritmo de inteligencia artificial para distinguir las sesiones con LSD de las sesiones con placebo, con el fin de comprobar si estos cambios podían funcionar como una firma.
What changes for research is a more precise way to read psychedelic states. If the speed of brain rhythms is part of the drug’s effect, studies that only track wave strength may have missed part of it, and researchers designing trials of psychedelics for depression, anxiety or post-traumatic stress disorder could add a second marker to follow. The link the authors draw to the geometric patterns many users report seeing with their eyes closed remains a hypothesis: Jerbi notes that “we measure the fractal structure of brain signals over time, not the fractal structure of the images people perceive.” The study covers 17 people and one dose, and the authors have not yet shown that the signature is specific to LSD.
Lo que cambia para la investigación es una forma más precisa de leer los estados psicodélicos. Si la velocidad de los ritmos cerebrales forma parte del efecto de la droga, los estudios que solo registran la intensidad de las ondas podrían haber pasado por alto una parte de él, y los investigadores que diseñen ensayos con psicodélicos para la depresión, la ansiedad o el trastorno de estrés postraumático podrían incorporar un segundo marcador que seguir. La relación que los autores establecen con los patrones geométricos que muchos usuarios dicen ver con los ojos cerrados sigue siendo una hipótesis. Jerbi señala que «medimos la estructura fractal de las señales cerebrales a lo largo del tiempo, no la estructura fractal de las imágenes que perciben las personas». El estudio abarca a 17 personas y una sola dosis, y los autores todavía no han demostrado que la firma sea específica del LSD.