Alterações da default mode network provocadas pela ingestão de Ayahuasca investigadas por Ressonância Magnética Funcional

Ayahuasca is psychotropic beverage that has been used for ages by indigenous populations in South America, notably in the Amazon region, for religious and medicinal purposes. The tea is obtained by the decoction of leaves from the Psychotria viridis with the bark and stalk of a shrub, the Banisteriopsis caapi. The first is rich in N-N-dimethyltryptamine (DMT), which has an important and well-known hallucinogenic effect due to its agonistic action in serotonin receptors, specifically 5-HT2A. On the other hand, β-carbolines present in B. caapi, particularly harmine and harmaline, are potent monoamine oxidase inhibitors (MAOi). In addition, the tetrahydroharmine (THH), also present in B. caapi, acts as mild selective serotonin reuptake inhibitor and a weak MAOi. This unique composition induces a number of affective, sensitive, perceptual and cognitive changes in individuals under the effect of Ayahuasca. On the other hand, there is growing interest in the Default Mode Network (DMN), which has been consistently observed in functional neuroimaging studies. The key components of this network include structures in the brain midline, as the anterior medial frontal cortex, ventral medial frontal cortex, posterior cingulate cortex, precuneus, and some regions within the inferior parietal lobe and middle temporal gyrus. It has been argued that DMN participate in tasks involving self-judgments, autobiographical memory retrieval, mental simulations, thinking in perspective, meditative states, and others. In general, these tasks require an internal focus of attention, hence the conclusion that the DMN is associated with introspective mental activity. Therefore, this study aimed to evaluate by functional magnetic resonance imaging (fMRI) changes in DMN caused via the ingestion of Ayahuasca by 10 healthy subjects while submitted to two fMRI protocols: a verbal fluency task and a resting state acquisition. In general, it was observed that Ayahuasca causes a reduction in the fMRI signal in central nodes of DMN, such as the anterior cingulate cortex, the medial prefrontal cortex, the posterior cingulate cortex, precuneus and inferior parietal lobe. Furthermore, changes in connectivity patterns of the DMN were observed, especially a decrease in the functional connectivity of the precuneus. Together, these findings indicate an association between the altered state of consciousness experienced by individuals under the effect of Ayahuasca, and changes in the stream of spontaneous thoughts leading to an increased introspective mental activity

The influence of visual inter-hemispheric connections on spiking, assembly and LFP activities, and their phase relationship during figure-ground stimulation

Desde os descobrimentos pioneiros de Hubel e Wiesel acumulou-se uma vasta literatura descrevendo as respostas neuronais do córtex visual primário (V1) a diferentes estímulos visuais. Estes estímulos consistem principalmente em barras em movimento, pontos ou grades, que são úteis para explorar as respostas dentro do campo receptivo clássico (CRF do inglês classical receptive field) a características básicas dos estímulos visuais como a orientação, direção de movimento, contraste, entre outras. Entretanto, nas últimas duas décadas, tornou-se cada vez mais evidente que a atividade de neurônios em V1 pode ser modulada por estímulos fora do CRF. Desta forma, áreas visuais primárias poderiam estar envolvidas em funções visuais mais complexas como, por exemplo, a separação de um objeto ou figura do seu fundo (segregação figura-fundo) e assume-se que as conexões intrínsecas de longo alcance em V1, assim como as conexões de áreas visuais superiores, estão ativamente envolvidas neste processo. Sua possível função foi inferida a partir da análise das variações das respostas induzidas por um estímulo localizado fora do CRF de neurônios individuais. Mesmo sendo muito provável que estas conexões tenham também um impacto tanto na atividade conjunta de neurônios envolvidos no processamento da figura quanto no potencial de campo, estas questões permanecem pouco estudadas. Visando examinar a modulação do contexto visual nessas atividades, coletamos potenciais de ação e potenciais de campo em paralelo de até 48 eletrodos implantados na área visual primária de gatos anestesiados. Estimulamos com grades compostas e cenas naturais, focando-nos na atividade de neurônios cujo CRF estava situado na figura. Da mesma forma, visando examinar a influência das conexões laterais, o sinal proveniente da área visual isotópica e contralateral foi removido através da desativação reversível por resfriamento. Fizemos isso devido a: i) as conexões laterais intrínsecas não podem ser facilmente manipuladas sem afetar diretamente os sinais que estão sendo medidos, ii) as conexões inter-hemisféricas compartilham as principais características anatômicas com a rede lateral intrínseca e podem ser vistas como uma continuação funcional das mesmas entre os dois hemisférios e iii) o resfriamento desativa as conexões de forma causal e reversível, silenciando temporariamente seu sinal, permitindo conclusões diretas a respeito da sua contribuição. Nossos resultados demonstram que o mecanismo de segmentação figurafundo se reflete nas taxas de disparo de neurônios individuais, assim como na potência do potencial de campo e na relação entre sua fase e os padrões de disparo produzidos pela população. Além disso, as conexões laterais inter-hemisféricas modulam estas variáveis dependendo da estimulação feita fora do CRF. Observamos também uma influência deste circuito lateral na coerência entre potenciais de campo entre eletrodos distantes. Em conclusão, nossos resultados dão suporte à ideia de um mecanismo complexo de segmentação figura-fundo atuando desde as áreas visuais primárias em diferentes escalas de frequência. Esse mecanismo parece envolver grupos de neurônios ativos sincronicamente e dependentes da fase do potencial de campo. Nossos resultados também são compatíveis com a hipótese que conexões laterais de longo alcance também fazem parte deste mecanismo