Cette étude examine les effets de la substance psychédélique à courte durée d’action, la 5-méthoxy-N,N-diméthyltryptamine (5-MeO-DMT), sur l’état cérébral de souris mâles adultes en liberté de mouvement. Les auteurs réalisent des enregistrements électrophysiologiques chroniques du néocortex ainsi qu’une pupillométrie.
Les résultats rapportent l’induction aiguë d’un état dissocié, caractérisé par la présence d’oscillations lentes proéminentes dans le cortex, typiques du sommeil, alors que les animaux sont comportementalement éveillés et présentent une dilatation pupillaire marquée. Le sommeil paradoxal (REM) est initialement fortement supprimé mais fait l’objet d’une surcompensation dans les 48 heures qui suivent. De plus, l’administration de la 5-MeO-DMT immédiatement après une privation de sommeil atténue le rebond ultérieur de l’activité des ondes lentes du sommeil.
L’étude suggère que l’occurrence de cet état dissocié, qui combine des caractéristiques de l’éveil et du sommeil, pourrait être un mécanisme fondamental sous-jacent aux effets connus et hypothétiques des substances psychédéliques, allant des hallucinations de type onirique à la réouverture de la période critique pour la plasticité neuronale.
L’objectif principal de cette étude est d’étudier la relation bidirectionnelle entre les substances psychédéliques et le sommeil. L’étude vise à caractériser systématiquement l’état cérébral et comportemental altéré induit par la 5-MeO-DMT chez la souris. Elle cherche à comprendre comment cette substance affecte les états de vigilance, l’architecture du sommeil et l’homéostasie du sommeil, en explorant l’hypothèse qu’un état de vigilance dissocié pourrait être à la base des effets thérapeutiques des psychédéliques, notamment leur influence sur la plasticité neuronale.
- Sujets : L’étude est menée sur des souris mâles adultes de la souche C57BL/6J.
- Substances administrées : Les souris reçoivent une injection intrapéritonéale (i.p.) de 5 mg/kg de 5-MeO-DMT ou d’un véhicule (sérum physiologique). Une co-administration avec un antagoniste des récepteurs 5-HT1A (WAY-100635) est également effectuée pour explorer les mécanismes.
- Enregistrements : Des enregistrements électrophysiologiques chroniques, incluant l’électroencéphalogramme (EEG) et l’électromyogramme (EMG), sont réalisés en continu. La pupillométrie est utilisée pour mesurer l’éveil autonomique via un oculomètre miniaturisé. Sur un sous-groupe, des potentiels de champ locaux (LFP) et l’activité multi-unitaire (MUA) sont enregistrés dans le cortex visuel primaire.
- Paradigmes expérimentaux : L’étude inclut une privation de sommeil de quatre heures pour évaluer les effets de la 5-MeO-DMT sous une pression de sommeil élevée. Les comportements spontanés et motivés des animaux sont également observés et analysés.
- Analyses : Les données EEG sont analysées pour leur contenu spectral (notamment l’activité des ondes lentes et thêta). Le diamètre de la pupille est quantifié à l’aide de logiciels de suivi (DeepLabCut).
- Induction d’un état dissocié : L’administration de 5-MeO-DMT provoque un état de vigilance dissocié, où les souris restent comportementalement éveillées et actives tout en présentant une activité EEG corticale dominée par des ondes lentes de grande amplitude, caractéristiques du sommeil profond (NREM).
- Augmentation de l’éveil autonomique : Cet état cérébral de type sommeil coexiste avec une dilatation pupillaire (mydriase) marquée et soutenue, un signe physiologique d’un niveau d’éveil élevé.
- Modification de l’architecture du sommeil : La 5-MeO-DMT supprime initialement le sommeil NREM et le sommeil paradoxal (REM). Cette suppression est suivie d’un rebond significatif et d’une surcompensation du sommeil REM au cours des 48 heures suivantes.
- Atténuation de l’homéostasie du sommeil : Lorsqu’elle est administrée après une privation de sommeil, la 5-MeO-DMT atténue le rebond homéostatique de l’activité des ondes lentes (SWA) normalement observé pendant la récupération du sommeil.
- Suppression de l’activité thêta : L’activité rythmique thêta, associée à l’éveil actif et à l’exploration, est fortement réduite dans le cortex occipital après l’injection.
- Mécanismes réceptoriels distincts : Le blocage des récepteurs 5-HT1A empêche la dilatation pupillaire et la suppression de l’activité thêta induites par la 5-MeO-DMT, mais n’affecte pas l’augmentation des ondes lentes. Cela indique que différents effets de la substance sont médiés par des voies sérotoninergiques distinctes.
Cette étude propose que les effets thérapeutiques des substances psychédéliques pourraient être médiés par l’induction d’un état cérébral dissocié unique, qui combine des caractéristiques physiologiques de l’éveil et du sommeil. Cet état hybride, caractérisé par des ondes lentes corticales en état de veille, pourrait créer un environnement propice à la plasticité neuronale, similaire aux états cérébraux observés pendant les périodes critiques du développement.
Les résultats remettent en question la conception traditionnelle selon laquelle les états de vigilance sont des phénomènes mutuellement exclusifs. Ils offrent un nouveau cadre neurobiologique pour comprendre comment les substances psychédéliques peuvent induire des changements thérapeutiques durables, en suggérant que la modulation fondamentale de l’état cérébral, plutôt que l’expérience subjective seule, joue un rôle crucial. L’étude ouvre des pistes pour explorer comment cet état pourrait être exploité pour faciliter des processus tels que la ‘réouverture’ des périodes critiques de plasticité cérébrale.
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