Депрессия и посттравматическое стрессовое расстройство связаны с хроническим стрессом, который со временем разрушает нейроны в коре головного мозга. Восстановление клеток обеспечивает терапевтические преимущества — снижение беспокойства и улучшение настроения. Психоделики, в том числе псилоцин, получаемый из галлюциногенных грибов, и ЛСД, способствуют восстановлению, стимулируя рост ответвлений нервных клеток, которые получают информацию — дендритов. Но как они вызывают рост клеток, оставалось загадкой.

В нейронах коры психоделики активируют определенный белок, который получает сигналы и дает инструкции клеткам. Этот белок, называемый рецептором 5-HT2A, также стимулируется серотонином — химическим веществом, который вырабатывается организмом и влияет на настроение. Однако исследование, проведенное в 2018 году, показало, что серотонин не заставляет эти нейроны расти.

Чтобы выяснить, почему эти два типа химических веществ — психоделики и серотонин — по-разному влияют на нейроны, ученые модифицировали некоторые вещества, чтобы изменить то, насколько хорошо они активируют рецептор. Те вещества, которые были лучше подготовлены для активации 5-HT2A, все равно не заставляли нейроны расти. Вместо этого вещества, которые легко проходят через внешние жировые слои клеток, например, ЛСД приводили к разветвлению нейронов.

Серотонин имеет неравномерно распределенные электрические заряды и поэтому не может проникать в клетки и не вызывает их роста. Дальнейшие эксперименты показали, что большинство 5-HT2A-рецепторов корковых нейронов расположены внутри клетки, а не на поверхности, где ученые в основном их изучали.

Как только серотонин получил доступ к внутренней части корковых нейронов — через искусственно добавленные шлюзы на клеточной поверхности — он, как и ЛСД, вызвал рост клеток. На мышей вещество подействовало как антидепрессант. Через день после выброса серотонина животные, клетки мозга которых содержали неестественные точки входа, не сдавались так быстро, как нормальные мыши, когда их заставляли плавать.

Понимание клеточных механизмов, лежащих в основе потенциальных терапевтических эффектов психоделиков, может помочь ученым разработать более безопасные и эффективные методы лечения психических расстройств.