L’étude analyse si les effets de la psilocybine et d’autres substances sérotoninergiques sur la fonction cérébrale et la connectivité à grande échelle, mesurées par IRMf BOLD, sont spécifiques à certaines fréquences. Pour ce faire, les auteurs appliquent des analyses spectrales et cross-spectrales (multitaper) à des données d’IRMf au repos de 28 volontaires sains. Ces derniers ont été scannés à plusieurs reprises après l’administration orale de psilocybine, avec des mesures simultanées des concentrations plasmatiques de psilocine.
Les résultats principaux indiquent que la psilocybine produit une réduction sélective de la puissance spectrale à basse fréquence (0.01–0.06Hz) et une augmentation de l’entropie spectrale. Ces effets sont particulièrement prononcés dans les réseaux transmodaux. De plus, une réduction de l’énergie de la connectivité à basse fréquence est observée.
L’objectif de cette recherche est d’examiner les altérations de l’activité cérébrale induites par la psilocybine sous un angle spécifique à la fréquence, un aspect jusqu’alors peu exploré. L’étude vise spécifiquement à :
- Identifier les signatures de l’état sous psilocybine dans la puissance spectrale régionale du signal BOLD.
- Révéler quels modèles de connectivité, résolus en fréquence, sont sélectivement modulés par la psilocybine, tout en contrôlant les artéfacts de mouvement.
- Participants : L’étude ré-analyse les données de 28 volontaires sains.
- Protocole : Les participants ont reçu une dose orale de psilocybine (0.2 – 0.3 mg/kg) dans le cadre d’une étude croisée en simple aveugle.
- Collecte de données : Des données d’IRMf au repos ont été acquises avant l’administration et à plusieurs moments de la phase aiguë de l’expérience, jusqu’à 350 minutes après. Chaque scan IRMf a été associé à une mesure sanguine du niveau de psilocine plasmatique (PPL).
- Analyses statistiques : Des analyses spectrales multitaper ont été utilisées pour estimer la puissance spectrale et la connectivité. La décomposition généralisée en valeurs propres (GED) a été appliquée pour isoler des modèles de connectivité spécifiques à la fréquence qui se différencient du bruit à large bande. Des modèles linéaires à effets mixtes ont été utilisés pour évaluer la relation entre les métriques spectrales et le PPL, en contrôlant les facteurs de confusion comme le mouvement.
- Puissance spectrale : Une association négative significative est trouvée entre le niveau de psilocine plasmatique (PPL) et la puissance spectrale aux basses fréquences (0.01–0.06 Hz). Cet effet est le plus fort dans les réseaux d’ordre supérieur comme le réseau de contrôle, le réseau du mode par défaut et le réseau d’attention dorsale.
- Entropie spectrale : L’étude rapporte une association positive significative entre le PPL et l’entropie spectrale, principalement dans les mêmes zones corticales associatives. Cette augmentation de l’entropie semble être une conséquence directe de la réduction de la puissance à basse fréquence.
- Connectivité spécifique à la fréquence : La psilocybine module la connectivité de manière dépendante de la fréquence. À des niveaux élevés de PPL, la connectivité à bande étroite devient plus distincte de la connectivité à large bande aux basses fréquences (0.03–0.05 Hz), mais converge vers elle aux fréquences plus élevées (0.07–0.19 Hz). Une réduction de la connectivité à basse fréquence est observée le long de l’axe transmodal/unimodal.
Les conclusions de cette étude démontrent que la psilocine induit des altérations de l’activité cérébrale qui sont à la fois distribuées spatialement et dépendantes de la fréquence. Cela suggère que les analyses traditionnelles en IRMf, qui ne tiennent pas compte de la fréquence (agnostiques), peuvent masquer des dynamiques importantes à basse fréquence et sous-estimer la complexité des effets des substances psychédéliques.
L’étude souligne que les approches résolues en fréquence offrent une sensibilité accrue pour caractériser les effets des psychédéliques sur l’activité cérébrale. Les résultats remettent également en question l’interprétation de “l’augmentation de l’entropie cérébrale”, en suggérant qu’elle pourrait refléter une variabilité réduite du signal BOLD à basse fréquence plutôt qu’une augmentation de l’activité neuronale aléatoire.
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