The effects of psilocybin and MDMA on ...

3 downloads 0 Views 3MB Size Report
This study investigated the effects of two different drugs, psilocybin and ... received IV psilocybin and placebo on two separate occasions in a double-‐blind.
The  effects  of  psilocybin  and  MDMA  on   hippocampal  resting  state  functional   connectivity         L.  T.  J.  Williams  

   

Internal  supervisor:  Marty  Sereno   External  supervisor:  Robin  Carhart-­‐Harris     September  2013       MSc  Cognitive  Neuroscience  

 

   

 

The  effects  of  psilocybin  and  MDMA  on   hippocampal  resting  state  functional   connectivity         L.  T.  J.  Williams  

   

Internal  supervisor:  Marty  Sereno   External  supervisor:  Robin  Carhart-­‐Harris          

Abstract   This  study  investigated  the  effects  of  two  different  drugs,  psilocybin  and  

MDMA  on  hippocampal  resting  state  functional  connectivity  using  functional   magnetic  resonance  imaging  (fMRI).  In  the  psilocybin  study,  15  healthy  subjects   received  IV  psilocybin  and  placebo  on  two  separate  occasions  in  a  double-­‐blind   design.  On  each  occasion  they  underwent  a  12-­‐minute  resting  state  scan.  The   interaction  between  the  infusion  and  hippocampal  functional  connectivity  was   analysed.  Increases  and  decreases  in  connectivity  were  found,  with  decreases  to   the  cortical  nodes  of  the  default  mode  network,  and  increases  to  the  right  insular.   In  the  MDMA  study,  25  healthy  subjects  received  an  oral  dose  of  MDMA  or   placebo  on  two  separate  occasions  in  a  double-­‐blind  design.  On  each  occasion   they  underwent  two  resting  state  scans,  and  the  differences  in  hippocampal   connectivity  were  analysed.  Increases  and  decreases  were  found,  with  increases   to  limbic  regions,  hippocampus  and  amygdala  and  the  midbrain,  and  decreases   to  lateral  and  medial  frontal  regions.  The  differences  in  changes  in  connectivity   due  to  the  two  drugs  reflect  both  their  different  pharmacological  mechanisms  of   action  and  distinct  subjective  effects.          

 

 

2  

 

Introduction    

This  paper  investigates  changes  in  resting  state  functional  connectivity  

(RSFC),  as  measured  via  fMRI,  between  the  hippocampus  and  the  rest  of  the   brain,  in  healthy  human  subjects  under  the  influence  of  two  different  drugs,   psilocybin  (4-­‐phosphoryloxy-­‐N,N-­‐dimethyltryptamine)  and  MDMA  (3,4-­‐ methylenedioxy-­‐N-­‐methamphetamine).  Both  substances  are  well  known   recreational  drugs,  currently  controlled  under  the  most  stringent  classification,   as  drugs  with  “no  known  medical  application”.  Both  however  have  also  shown   promise  in  the  treatment  of  a  variety  of  mental  health  disorders.  In  this   introduction,  I  will  present  a  brief  history  of  each  drug,  then  discuss  the   methodology  of  RSFC,  and  summarize  research  into  the  so  called  “default  mode   network”  (DMN)  that  has  been  implicated  in  these  drug’s  mechanisms  action.    

In  the  subsequent  sections  the  methods  and  results  for  each  of  the  two  

experiments  will  be  laid  out,  followed  by  a  discussion  on  the  significance  of  these   results,  drawing  on  a  variety  of  strands  of  neuroscientific  research  to  shed  light   on  the  possible  mechanisms  at  work.     Psilocybin    

Psilocybin  is  the  principle  active  ingredient  in  so-­‐called  “magic”  

mushrooms  of  the  genus  psilocybe,  and  one  of  the  most  common  naturally   occurring  psychedelic  substances  worldwide  (Ott,  1993;  Stamets,  1996).   Psilocybin  is  part  of  the  class  of  so-­‐called  “classic”  psychedelics  that  also  includes   the  naturally  occurring  mescaline  and  the  semi-­‐synthetic  lysergic  acid   diethylamide  (LSD).  Psilocybe  fungi  also  contain  lower  levels  of  the  related   compounds  psilocin  (4-­‐hydroxy-­‐N.N-­‐  dimethyltryptamine)  and  baeocystin  (4-­‐ phosphoryloxy-­‐N-­‐methyltryptamine),  and  while  psilocybin  is  pharmacologically   active  it  its  own  right,  in  humans  when  consumed  orally  or  administered  via  IV   injection,  it  functions  as  a  produg  of  psilocin  (Hasler,  Bourquin,  Brenneisen,  Bär,   &  Vollenweider,  1997).  Figure  1  shows  the  molecular  structure  of  these   substances,  and  highlights  their  similarity  to  the  modulatory  neurotransmitter,   serotonin  (5-­‐hydroxy-­‐tryptamine,  5-­‐HT).  The  neuropharmacology  of  psilocybin   will  be  fully  explored  in  the  discussion  section  of  this  paper,  but  it  should  come  

 

3  

as  no  surprise  from  its  chemical  structure  that  it  acts  principally  on  the  serotonin   system  in  the  human  brain,  and  acts  as  an  agonist  at  a  variety  of  serotonin   receptors  (Nichols,  2004).      

The  subjective  effects  of  psilocybin  have  been  extremely  well  

documented,  and  although  there  can  be  a  large  variation  between  subjects,  these   effects  include  perceptual  distortions,  from  mild  colour  alterations  and   geometric  patterns  at  low  to  medium  doses,  to  elborate  and  detailed  illusions  of   animals,  people,  places  and  objects  at  higher  doses.  Higher  doses  can  also  induce   vivid  memory  recall  and  profound  alterations  in  a  person’s  sense  of  subjective   self,  time  and  space  (Hasler,  Grimberg,  Benz,  Huber,  &  Vollenweider,  2004;   Studerus,  Kometer,  Hasler,  &  Vollenweider,  2011).  It  has  also  been  reported  that   high  doses  can  induce  so-­‐called  “mystical  experiences”,  which  include  feelings  of   total  loss  of  self  (so-­‐called  “ego  death”),  experiences  of  “oneness”  and  the  divine   (Griffiths,  Richards,  Johnson,  McCann,  &  Jesse,  2008;  MacLean,  Johnson,  &   Griffiths,  2011).    

    Figure  1  –  The  molecular  structure  of:  A  -­‐  Psilocybin,  B  -­‐  Psilocin,  C  -­‐  Baeocystin   and  D  -­‐  Serotonin  

 

4  

 

There  is  a  long  history  of  traditional  use  of  psychedelic  mushrooms  in  

Mesoamerica,  within  ritual  shamanic  contexts  for  the  purposes  of  healing  and   divination  (Ott,  1993;  Stamets,  1996),  and  while  some  researchers  have  put   forward  theories  that  trace  their  use  far  back  into  prehistory,  the  historical  data   remains  unclear  (Letcher,  2007;  Wasson,  1980).  In  modern  times,  the  pioneering   ethnomycologist  R.  Gordon  Wasson  was  the  first  Western  researcher  to  travel  to   Mexico  to  seek  out  and  consume  mushrooms  of  the  species  psilocybe  mexicana  in   their  traditional  setting  (Wasson,  1957).  He  subsequently  sent  samples  to   Sandoz  Pharmaceuticals  in  Switzerland,  where  the  psychoactive  ingredients   were  determined  by  the  chemist  Albert  Hofmann,  who  had  some  years  earlier   made  the  serendipitious  discovery  of  LSD,  and  was  regarded  as  the  world  expert   on  the  chemistry  of  psychedelic  drugs  (Hofmann,  Heim,  Brack,  &  Kobel,  1958;   Hofmann,  1980).    

During  the  first  flush  of  psychedelic  research  in  the  1950s  and  ‘60s,  

hundreds  of  research  papers  were  published  looking  into  the  potential   therapeutic  applications  of  psychedelics,  principally  LSD  but  also  psilocybin,   which  was  marketed  for  this  purpose  by  the  pharmaceutical  company  Sandoz   under  the  trade  name  “Indocybin”  for  this  purpose  (Grinspoon  &  Bakalar,  1979).   The  socio-­‐cultural  upheavals  of  the  ‘60s  in  the  United  States  led  to  intense   political  pressure  to  “do  something”  about  the  spread  of  psychedelic  drug  use   into  the  mainstream,  and  in  1968  LSD  was  made  illegal  to  posses  in  the  US,   swiftly  followed  in  1970  by  the  Controlled  Substances  Act  which  banned  a  whole   range  of  psychedelic  drugs,  including  psilocybin;  and  the  UN  Convention  on   Psychotropic  Substances  of  1971  which  codified  this  into  international  law   (Grinspoon  &  Bakalar,  1979;  Lee  &  Shlain,  1992;  Stevens,  1987).    

The  legal  control  of  psychedelics  imposed,  almost  overnight,  a  

moratorium  on  human  research  with  these  substances  worldwide,  a  problem   that  remains  to  this  day  (Nutt,  King,  &  Nichols,  2013).  Animal  studies  continued,   as  did  pockets  of  research  in  Switzerland  (Gasser,  1995),  but  it  was  not  until  Dr   Rick  Strassman  pioneered  the  investigation  of  N,N-­‐dimethyltryptamine  (DMT)  in   healthy  human  subjects  that  cracks  appeared  in  the  once  seemingly   impenetrable  barriers  to  psychedelic  research  (Strassman,  1991;  Strassman,   1996;  Williams,  1999).  

 

5  

 

Since  then,  there  has  been  a  second  blooming  of  research  into  the  

therapeutic  potential  of  psychedelic  drugs.  Psilocybin  in  particular  has  been  the   focus  of  this  work,  partially  because  of  its  shorter  duration  of  effects  than  LSD,   typically  3-­‐6  hours  (Shulgin  &  Shulgin,  1997),  although  the  fact  that  LSD  still   carries  with  it  negative  historical  connotations  has  surely  been  a  factor  too.   Studies  have  been  carried  out  investigating  the  use  of  psilocybin  in  treating   anxiety  and  depression  in  end-­‐stage  cancer  patients  (Grob  et  al.,  2011);  the   safety,  tolerability  and  ability  of  high  dose  psilocybin  to  induce  “mystical”   experiences,  and  these  experiences  to  positively  alter  personality  traits   (Griffiths,  Richards,  McCann,  &  Jesse,  2006;  Griffiths  et  al.,  2008;  MacLean  et  al.,   2011);  and  the  potential  for  treating  obsessive-­‐compulsive  disorder  (Moreno,   Wiegand,  Taitano,  &  Delgado,  2006).  Moreover,  further  pilot  studies  are  also   under  way  exploring  the  use  of  psilocybin  as  an  adjunct  to  smoking  cessation,   with  promising  preliminary  results  (Johnson,  2013)  and  a  trial  investigating  the   potential  of  psilocybin  to  combat  treatment-­‐resistant  depression  is  soon  to   commence  (R.  Carhart-­‐Harris,  personal  communication,  June  2013).    

This  therapeutic  renaissance  has  so  far  only  been  accompanied  by  rather  

limited  amount  of  basic  neuroimaging  research  –  very  little  is  known  about  how   these  substances  affect  the  brain  on  the  levels  of  cognitive  and  systems   neuroscience.  In  Zurich,  positron  emission  tomography  (PET)  studies  measuring   brain  metabolism  via  radiolabelled  [F-­‐18]-­‐fluorodeoxyglucose  (FDG)  showed   increases  in  brain  activity  in  prefrontal,  limbic  and  thalamic  regions  (Gouzoulis-­‐ Mayfrank  et  al.,  1999;  Vollenweider  et  al.,  1997).  In  stark  contrast  to  these   results,  our  lab,  conducting  the  first  ever  functional  magnetic  resonance  imaging   (fMRI)  study  on  healthy  subjects  with  psilocybin,  showed  only  decreases  in   activation,  as  measured  in  two  separate  resting  state  studies  via  the  modalities  of   arterial  spin  labelling  (ASL)  and  blood  oxygen  level  dependent  (BOLD)  signal   (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012).  The  overlapping  areas  of  decreased  activity  were   confined  to  medial  prefrontal  cortex  (mPFC),  posterior  parietal  cortex  (PCC)  and   subthalamic  nuclei.  The  mPFC  and  PCC  are  known  to  be  important  nodes  in  the   so-­‐called  default  mode  network  (DMN)  (Buckner,  Andrews-­‐Hanna,  &  Schacter,   2008;  Raichle  et  al.,  2001),  which  is  discussed  in  more  detail  below.  In  the  same   report,  the  results  of  a  functional  connectivity  analysis  using  a  region  of  the  

 

6  

mPFC  as  the  seed  region  were  presented,  showing  a  decrease  in  connectivity   between  the  mPFC  and  PCC  (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012).     MDMA    

MDMA  is  an  exemplar  of  the  class  of  psychoactive  drugs  termed  

“empathogens/entactogens”,  and  has  unique  profile  of  subjective  effects.  The   terms  were  coined  by  Ralph  Metzner  and  David  Nichols,  respectively,  to  refer  to   a  class  of  psychoactive  drugs  that  share  properties  with  both  stimulants  and   hallucinogens/psychedelics  (Nichols,  Hoffman,  Oberlender,  Jacob,  &  Shulgin,   1986;  Nichols,  1986).  MDMA,  3,4-­‐methylenedioxy-­‐N-­‐methylamphetamine,   shares  subjective  properties  with  both  amphetamine  stimulants  (amphetamine,   AMP,  and  methamphetamine,  METH)  and  psychedelic  phenethylamines   (mescaline,  DOM,  2C-­‐B  etc.  –  see  Shulgin  &  Shulgin,  1992  for  a  full  exploration  of   this  class  of  substances).  Likewise,  its  chemical  structure  is  closely  related  to  the   above  substances  –  see  figure  2.    

  Figure  2  –  Molecular  structures  of:  A  –  MDMA,  B  –  Mescaline,  C  –   Methamphetamine        

7  

 

The  unique  subjective  effects  of  MDMA  are  noted  in  the  literature  and  in  

thousands  of  anecdotal  reports  as  being  extremely  pro-­‐social,  inducing  feelings   of  euphoria,  empathy  and  positive  mood  in  most  subjects.  Duration  is  typically  4-­‐ 5  hours,  with  peak  intensity  reached  about  one  hour  post  oral  administration,   and  a  plateau  phase  lasting  3-­‐4  hours  (for  scientific  reports  see  Gouzoulis-­‐ Mayfrank,  Hermle,  Kovar,  &  Sass,  1996;  Hysek,  Domes,  &  Liechti,  2012;    and   Liechti,  Gamma,  &  Vollenweider,  2001.  For  anecdotal  reports  see  Holland,  2001   and  Shulgin  &  Shulgin,  1992).  Unlike  the  classic  psychedelics,  MDMA  does  not   usually  produce  hallucinogenic  effects  such  as  the  geometric  patterns,   alterations  in  colours,  etc.,  although  minor  visual  disturbances  can  happen  at   higher  dose  ranges  (Gouzoulis-­‐Mayfrank  et  al.,  1996).  Pharmacologically,  MDMA   functions  as  a  releaser  of  5-­‐HT,  working  at  monoamine  transporter  proteins  to   produce  a  massive  efflux  of  5-­‐HT  into  the  synaptic  cleft  (Liechti  &  Vollenweider,   2001)  –  more  specific  details  on  the  neuropharmacology  will  be  covered  in  the   discussion  section  of  this  paper.    

MDMA  was  first  developed  in  1912  by  the  German  pharmaceutical  

company,  Merck,  but  only  as  a  precursor  to  synthesis  of  a  styptic,  and  no   pharmacological  studies  were  done  until  the  1950s  (Bernschneider-­‐Reif,  Oxler,  &   Freudenmann,  2006).  It  was  not  until  much  later  that  underground  chemist  and   so-­‐called  “Godfather  of  MDMA”,  Alexander  Shulgin,  rediscovered  it  and  described   its  subjective  properties  in  humans  (Shulgin  &  Shulgin,  1992).  During  the  1970s   and  early  ‘80s,  the  drug  gained  popularity  in  two  quite  different  arenas:  Firstly,   as  an  adjunct  to  psychotherapy,  often  used  under  the  radar  by  therapists  who   had  often  originally  used  LSD  but  been  forced  to  stop  when  it  became  illegal  in   1968  (Stolaroff,  1997,  2004).  Secondly,  it  gained  infamy  as  a  recreational  dance   drug,  originally  in  Texas  before  spreading  via  Ibiza  to  the  UK,  where  it  helped   ignite  a  new  counterculture  based  around  “rave”  music,  much  as  LSD  had  done   over  a  decade  earlier  (albeit  to  a  quite  different  tune)  in  the  US  (Collin,  1998;   Holland,  2001).    

For  once  the  UK  got  there  first,  making  MDMA  illegal  in  1977,  to  be  

followed  by  the  US  in  1984.  The  move  was  heavily  criticised  in  the  US  by  a  group   of  research  scientists,  psychiatrists  and  therapists,  who  petitioned  the  US  Drug   Enforcement  Agency,  to  try  to  prevent  it  being  listed  in  schedule  1,  the  most  

 

8  

restrictive  classification  of  illicit  substances,  with  no  known  medical  use.  Despite   a  judge’s  recommendation  that  MDMA  be  placed  in  the  less  restrictive  schedule   3,  pleas  fell  on  deaf  ears  and  the  DEA  placed  it  into  schedule  1,  where  it   languishes  to  this  day  (Holland,  2001).  Just  like  the  restrictions  on  psilocybin,   such  classification  continues  to  hamstring  research,  despite  criticism  from   prominent  neuroscientists  (Blakemore,  2009;  Nutt  et  al.,  2013).    

From  early  on  after  its  rediscovery,  MDMA’s  potential  as  an  adjunct  to  

psychotherapy  was  recognised,  but  is  now  finally  being  investigated  in  modern   clinical  trials.  Interest  has  focused  on  its  potential  benefits  for  post-­‐traumatic   stress  disorder  (PTSD),  because  of  its  subjective  euphoric  and  empathic  effects   enabling  patients  to  talk  and  think  about  their  trauma,  without  being   overwhelmed  by  negative  thoughts  -­‐  as  is  so  often  an  issue  in  therapy  for  this   disorder  (Sessa,  2011).  Both  pilot  and  follow  up  studies  have  now  been   completed,  and  offer  very  promising,  if  preliminary  results  (Mithoefer  et  al.,   2013;  Mithoefer,  Wagner,  Mithoefer,  Jerome,  &  Doblin,  2011).    

Despite  an  increasing  number  of  cognitive  and  behavioural  studies  of  

acute  MDMA  intoxication  (Hysek  et  al.,  2012;  Liechti  &  Vollenweider,  2001;  van   Wel  et  al.,  2012)  there  have  been  no  RSFC  fMRI  studies  completed,  and  the   results  presented  hear  form  part  of  the  first  ever  study  in  this  area  (Carhart-­‐ Harris  et  al.,  2013).       Functional  Connectivity    

Neuroimaging  techniques  have,  in  the  last  20  years,  explored  the  

principles  that  the  brain  is  both  functionally  segregated  and  at  the  same  time,  for   every  brain  process,  specific  regions  recruit  other,  sometimes  anatomically   remote  segregated  regions  in  a  process  of  integration.  It  is  specifically  the   phenomenon  of  integration  that  functional  connectivity  is  concerned  with   (Friston,  2011;  Horwitz,  2003).  Resting  state  functional  connectivity,  particularly   for  fMRI,  has  become  increasingly  popular  in  recent  decades  (Biswal,  2012).  For   example,  using  BOLD  fMRI,  one  can  extract  the  average  time  series  of  fluctuating   activity  from  a  particular  brain  region  and  then  assess  how  its  activity  covaries   with  that  of  the  rest  of  the  brain  (Biswal,  Zerrin  Yetkin,  Haughton,  &  Hyde,  1995).  

 

9  

Areas  which  show  a  high  degree  of  covariance  between  their  time  series  can  be   said  to  have  positive  functional  connectivity  or  positive  coupling.  Functional   connectivity  does  not  allow  one  to  test  causal  hypothesis  about  the  direction  of   information  transfer,  for  this  “effective  connectivity”  methodologies  such  as   Dynamic  Causal  Modelling  (DCM)  are  required.  The  particular  attraction  of   functional  connectivity  however  is  that,  in  theory,  it  can  be  used  to  determine   neural  endophenotypes  or  biomarkers  for  particular  pathologies  –  or  in  present   study,  different  conscious  states  (Friston,  2011).       The  Default  Mode  Network    

During  the  1980s,  the  popularity  of  functional  PET  as  a  neuroimaging  

technique  in  cognitive  psychology  and  neuroscience  came  into  its  own.  The   methodology  of  subtractive  analysis,  whereby  a  subject’s  control  scan  is   subtracted  from  their  task  scan,  became  very  popular,  with  the  majority  of   results  reporting  functional  increases  in  brain  activity  due  to  the  imposition  of   cognitive  tasks,  and  these  increases  in  activity  used  to  support  ideas  of  functional   segregation  within  the  brain  (Raichle  &  Snyder,  2007).  However,  as  research   programmes  expanded,  a  rather  unexpected  phenomena  was  noted  –  that  along   with  increases  in  activation,  related  to  the  particular  modality  or  type  of  task,   decreases  in  activation  were  also  seen.  Not  only  were  these  decreases  observed   over  a  variety  of  different  task  paradigms,  but  the  regions  where  decreases  were   located  had  a  degree  of  consistency  across  the  different  experiments,  and  were   reviewed  in  a  number  of  meta-­‐analyses  (Binder  et  al.,  1999;  Mazoyer  et  al.,  2001;   Shulman,  Fiez,  &  Corbetta,  1997).  The  regions  involved  in  these  task  related   decreases  were  to  become  known  as  the  “default  mode  network”  and  include  the   now  familiar  trio  of  medial  frontal  cortex,  PCC  and  lateral  parietal  regions.      

Given  the  discovery  of  these  decreases  in  activation,  two  possible  

explanations  presented  themselves.  Firstly  -­‐  there  was  a  hitherto  undetected   increase  in  activation  during  the  resting  state,  so  that  the  control  state  was  in   effect  an  activated  one,  just  like  the  task  state.  Secondly  –  that  the  brain  had  a   baseline  state  of  activation,  and  during  cognitive  tasks  the  shift  in  energy   resources  within  the  brain  resulted  in  patterns  of  deactivation.  The  pioneers  in  

 

10  

this  field,  Raichle  and  colleagues,  set  about  to  test  the  second  hypothesis  using   PET  (Raichle  et  al.,  2001).  They  measured  the  oxygen  extraction  fraction  (OEF)  –   that  is,  the  ratio  between  blood  flow  and  oxygen  consumption.  It  is  well   established  that  brain  areas  showing  increased  activation  show  a  decreased  OEF   –  that  is,  blood  flow  increases  are  much  higher  compared  to  increases  in  oxygen   consumption  in  activated  brain  regions.      

Raichle  and  colleagues  were  able  to  show  that  the  average  OEF  within  the  

DMN  regions  previously  identified  in  the  meta-­‐analyses  was  no  higher  than  any   other  region  of  the  brain,  suggesting  that  at  rest  there  was  indeed  a  baseline  of   brain  activity.  They  also  analysed  the  rest  of  the  brain,  and  found  no  areas  of   activation,  as  measured  by  the  change  in  OEF,  anywhere.  This  leant  strong   support  to  the  second  hypothesis  over  the  first.  It  is  also  important  to  note  that   the  regions  of  the  DMN,  although  they  shows  consistent  deactivation  between   different  tasks,  are  not  the  only  regions  active  at  rest,  rather  they  are  part  of  an   overall  baseline  of  activity  in  the  whole  brain  (Raichle  &  Snyder,  2007).  Further   research  in  this  area  lead  to  investigation  of  the  slow  (below  0.1  Hz)   spontaneous  fluctuations  that  can  be  observed  in  the  BOLD  signal,  which  had   been  previously  mostly  removed  as  noise.  The  discovery  that  regions  which   tended  to  be  activated  or  deactivated  together  also  shared  a  high  degree  of   coherence  in  these  slow  spontaneous  signals,  even  without  the  presentation  of   tasks  or  stimuli,  i.e.  in  the  resting  state,  allowed  the  determination  of  a  “task   positive”  network,  anti-­‐correlated  to  the  DMN  (Fox  et  al.,  2005).  Later  studies   have  dissembled  this  general  network  into  more  specific  salience  and  executive   networks  (Seeley  et  al.,  2007).    

The  discovery  of  the  DMN  of  course  naturally  lead  on  to  questions  of  what  

its  functional  significance  is…  and  there  is  no  shortage  of  speculation  on  this   matter.  A  growing  number  of  researchers  have  suggested  that  the  DMN  may  be   involved  in  supporting  a  subjective  sense  of  self  (Carhart-­‐Harris  &  Friston,  2010;   Gusnard  &  Raichle,  2001;  Gusnard,  2005;  Qin  &  Northoff,  2011);  a  second  strand   suggests  that  the  DMN  is  related  to  “internal”  abstract  awareness,  opposed  to   anti-­‐correlated  to  networks  supporting  “external”  sensory  awareness   (Vanhaudenhuyse  et  al.,  2011).  This  idea  is  lent  further  support  by  recent  work   that  demonstrates  that  the  DMN,  along  with  other  cortical  hubs,  are  the  furthest  

 

11  

removed  in  connection  terms  from  the  sensory  cortices  (Sepulcre,  Sabuncu,  Yeo,   Liu,  &  Johnson,  2012).  Buckner  et  al.,  (2008)  detail  two  possible  functions  –  as  a   monitor  of  the  external  environment,  or  as  a  system  responsible  for  simulation   in  diverse  situations  such  as  autobiographical  memory  and  theory  of  mind   perspective  taking.  This  second  idea,  of  a  flexible  simulation  system,  will  be   relevant  in  the  subsequent  discussion  section  of  this  paper.       The  DMN  &  the  hippocampus    

Since  the  initial  proposal  of  the  DMN,  a  number  of  studies  have  put  

forward  the  idea  that  the  hippocampus  is  an  important  element  of  the  DMN   (Andrews-­‐Hanna,  Reidler,  Sepulcre,  Poulin,  &  Buckner,  2010;  Kahn,  Andrews-­‐ Hanna,  Vincent,  Snyder,  &  Buckner,  2008;  Vincent  et  al.,  2006).  Studies  have   examined  the  RSFC  of  the  hippocampus,  and  found  it  to  have  significant  coupling   to  the  PCC,  mPFC  and  iLPC  (Buckner  et  al.,  2008;  Vincent  et  al.,  2006)  and  there   is  also  evidence  of  structural  anatomical  connections  between  the  PCC  and   medial  temporal  lobe  regions  (Greicius,  Supekar,  Menon,  &  Dougherty,  2009;   Kobayashi  &  Amaral,  2003).  Direct  stimulation  of  the  hippocampus  has  been   observed  to  increase  glucose  metabolism  in  the  PCC  and  mPFC,  which  may   suggest  a  role  for  the  hippocampus  as  a  driving  node  of  the  DMN  (Laxton  et  al.,   2010).    

It  is  also  clear  that  trying  to  delimit  the  DMN  precisely  is  impossible  –  

there  appear  to  be  sub-­‐networks  within  the  DMN,  that  show  greater  or  lesser   degrees  of  correlation.  Within  the  DMN,  the  nodes  of  the  PCC,  vmPFC  and  iLPC   seem  to  be  common  to  all  methods  of  defining  the  DMN  –  whereas  on  the  other   hand,  depending  on  the  method  of  investigation,  other  nodes  may  or  may  not  be   also  coupled.  For  instance  the  hippocampus  is  anti-­‐correlated  with  the  dmPFC,   so  it  appears  that  there  can  be  either  activation  of  the  DMN  with  hippocampus,   or  with  the  dmPFC,  but  not  both  simultaneously  (Buckner  et  al.,  2008).  Recent   magnetoencephalography  (MEG)  studies  point  towards  the  complex  temporal   dynamic  nature  of  these  networks,  something  that  tends  to  be  lost  in  fMRI   analysis,  because  of  its  poor  temporal  resolution  (de  Pasquale  et  al.,  2012).  Given   the  existence  of  sub-­‐networks  within  the  range  of  regions  that  are  candidates  for  

 

12  

inclusion  in  the  DMN,  and  the  emerging  picture  of  these  networks  as  constantly   shifting  over  time,  it  would  be  possible  to  describe  a  number  of  DMN  “variants”.   Such  variants  may  produce  different  contributions  to  aspects  of  cognition,  in  a   fluid,  dynamic  nature.    

Also  of  note  is  that  Buckner  and  colleagues  used  a  seed  they  labelled  the  

hippocampal  formation  (HF+)  to  indicate  that  it  also  contained  a  portion  of  the   parahippocampal  gyrus.  Other,  very  recent  work  supports  and  develops  this  idea   –  Ward  and  colleagues  have  shown  evidence  that  the  connection  of  the   hippocampus  to  the  DMN  is  dynamic,  not  static,  and  that  the  parahippocampal   gyrus  (PHG)  is  crucial  in  mediating  connections  to  the  DMN,  specifically  to  the   PCC  (Ward  et  al.,  2013).         Study  Aims    

The  first  analysis  presented  here,  of  the  psilocybin  experiment,  utilised  

the  same  fMRI  dataset  previous  published  by  Carhart-­‐Harris  and  colleagues   (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012),  to  further  examine  changes  in  functional   connectivity  to  brain  regions  associated  with  the  default  mode  network.  The   previous  research  had  produced  two  salient  observations,  which  were  contrary   to  earlier  hypotheses  and  PET  neuroimaging  studies  that  administration  of   psilocybin  would  produce  increases  in  brain  activity  –  firstly,  as  determined  by   fMRI,  there  were  only  overall  decreases  in  brain  activity,  as  measured  by  changes   in  CBF  and  BOLD  signal.  Secondly,  the  overlap  in  decreases  between  the  two   methodologies  were  mainly  confined  to  high  level  cortical  regions,  such  as  those   that  belong  to  the  DMN.    

As  a  secondary  part  of  that  study,  functional  connectivity  analysis  was  

performed  using  a  major  node  of  the  DMN,  the  vmPFC,  as  a  ROI,  and  an  average   time  series  signal  was  abstracted  from  that  region  and  compared  to  the  whole   brain.  This  analysis  showed  decreases  in  positive  coupling  between  the  vmPFC   and  the  PCC,  another  important  node  within  the  DMN  (Carhart-­‐Harris  et  al.,   2012).      

The  aims  of  the  current  study  were  to  further  investigate  changes  in  RSFC  

under  psilocybin.  The  hippocampus  was  chosen  for  two  reasons:  Firstly,  as  

 

13  

previously  discussed,  it  appears  to  be  a  major  sub-­‐cortical  node  of  the  DMN.   Secondly,  early  work  with  LSD  and  mescaline  suggested  a  possible  role  for   medial  temporal  regions  in  the  mechanism  of  action  of  psychedelics  (Baldwin,   Lewis,  &  Bach,  1959;  Monroe,  Heath,  Mickle,  &  Llewellyn,  1957;  Schwarz,  Sem-­‐ Jacobsen,  &  Petersen,  1956;  Serafetinides,  1965).  Given  that  the   parahippocampal  gyrus  appears  to  play  an  important  role  in  mediating  the   connections  between  the  hippocampus  and  cortical  nodes  of  the  DMN  (Ward  et   al.,  2013),  the  seed  region  used  in  the  analysis  was  composed  of  bilateral   hippocampi  and  parahippocampal  gyri.      

Subsequently,  our  lab  also  conducted  the  first  RSFC  study  in  healthy  

subjects  under  the  influence  of  MDMA.  As  part  of  the  analyses,  a  number  of  seed   regions  were  used,  and  we  chose  to  use  the  same  region  as  in  the  psilocybin   study,  to  be  able  to  contrast  the  two  drug  effects.  Analyses  using  other  ROIs  were   conducted  by  other  researchers  and  are  not  reported  here  (Carhart-­‐Harris  et  al   2013).    

Our  hypotheses  in  these  analyses  were  twofold  –  firstly,  we  proposed  that  

hippocampal  RSFC  would  be  altered  in  both  cases,  and  secondly,  that  there   would  be  observable  differences  in  these  changes  to  connectivity,  due  to  the  two   drugs  reported  different  subjective  effects  and  different  pharmacological   mechanisms.    

  Experiment  1  –  Functional  connectivity  of  the  hippocampus   under  psilocybin         Methods    

The  study  design  was  a  within-­‐subjects,  placebo  controlled  double-­‐blind  

protocol,  approved  by  the  local  National  Health  Service  research  ethics   committee  and  Imperial  College  research  and  development  body,  and  conducted   in  accordance  with  good  clinical  practice  guidelines.  A  Home  Office  license  was  

 

14  

obtained  for  storage  and  handling  of  a  schedule  1  drug.  The  University  of  Bristol   sponsored  this  research.    

Fifteen  healthy  subjects  were  recruited  by  word-­‐of-­‐mouth,  13  males  and  

2  females  (mean  age  =  32,  SD  =  8.9).  All  subjects  gave  informed  consent  and  were   screened  prior  to  enrolment.  Entry  criteria  included  the  following:  at  least  21   years  of  age,  no  personal  or  immediate  family  history  of  major  psychiatric   disorder,  no  cardiovascular  disease,  no  history  of  substance  abuse,  and  no   history  of  severe  adverse  response  to  psychedelic  drugs.  All  participants  had   used  psilocybin  (in  the  form  of  fruiting  bodies  of  the  psilocybe  genus)  previously,   but  had  no  psychedelic  drug  use  in  the  six  weeks  prior  to  the  study.  The  mean   number  of  uses  of  psilocybin  per  subject  was  16.4,  SD  =  27.2.    

All  MRI  imaging  was  performed  using  a  3T  GE  HDx  system.  Each  

functional  scan  was  proceeded  by  an  anatomical  scan,  which  were  3D  FSPGR   scans  in  an  axial  orientation,  with  a  field  of  view  =  256  x  256  x  192  and  matrix  =   256  x  256  x  192,  giving  an  isotropic  voxel  resolution  of  1mm  (TR/TE  =  7.9/3.0   ms;  inversion  time  =  450  ms;  flip  angle  =  20°).    

BOLD-­‐weighted  fMRI  data  were  acquired  using  a  gradient-­‐echo  EPI  

sequence,  TR/TE  3000/35  ms,  field-­‐of-­‐view  =  192  mm,  64  ×  64  acquisition   matrix,  parallel  acceleration  factor  =  2,  90°  flip  angle.  Fifty-­‐three  oblique  axial   slices  were  acquired  in  an  interleaved  fashion,  each  3  mm  thick  with  zero  slice   gap  (3  ×  3  ×  3-­‐mm  voxels).  A  total  of  240  volumes  were  acquired.    

Each  subject  underwent  two  12-­‐minute  resting  state  scans,  with  eyes  

closed,  at  least  7  days  apart.  At  the  6  minute  mark,  they  received  a  manual  IV   infusion  over  the  course  of  60  seconds,  either  of  10ml  of  saline  (placebo   condition)  or  2mg  of  psilocybin  HCl  dissolved  in  10ml  of  saline  (drug  condition).   Subjects  were  asked,  post-­‐scan,  to  rate  the  subjective  peak  intensity  of  the   experience  on  a  10  point  scale  with  10  being  “extremely  intense  effects”,  and  0   being  “no  effects”.  Subjects  also  completed  responses  to  a  variety  of  more   detailed  items  on  the  subjective  experience,  details  of  which  are  not  relevant  for   the  current  study  (see  supplementary  materials  in  Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012).    

All  analyses  were  performed  using  Oxford  University’s  Oxford  Centre  for  

Functional  MRI  of  the  Brain  (FMRIB)  software,  FMRIB  Software  Library  (FSL)   version  5.0  (FMRIB  Analysis  Group,  2012a;  Jenkinson,  Beckmann,  Behrens,  

 

15  

Woolrich,  &  Smith,  2012;  Smith  et  al.,  2004;  Woolrich  et  al.,  2009).  For  each  of   the  analysis  performed,  an  ROI  mask  was  created,  based  on  FSL’s  Oxford-­‐ Harvard  cortical  and  subcortical  anatomical  atlas  (FMRIB  Analysis  Group,   2012b).  The  ROI  was  composed  of  the  bilateral  hippocampi  and   parahippocampal  gyri.      

For  each  subject,  on  placebo  and  drug  conditions  a  short  script  was  used  

to  generate  an  average  time  series  for  the  region  of  interest,  using  the   “fslmeants”  command:      

fslmeants  –i  filtered.func.datastandard.nii.gz  –m  [mask  

file  location]  –o  [output  filename].txt      

This  command  was  run  within  each  subject’s  relevant  data  directory,  and  

took  the  whole  dataset  for  each  patient,  applied  the  mask  to  it,  and  outputted  the   average  time  series  for  the  set  of  voxels  within  the  mask.  Grey  matter  (GM),   white  matter  (WM)  and  cerebrospinal  fluid  (CSF)  were  also  anatomically   segmented  from  each  subject  and  masks  used  to  generate  average  time  series  for   each.    

Subsequent  to  that,  FSL’s  Expert  Analysis  Tool  (FEAT)  (FMRIB  Analysis  

Group,  2012c)  was  used  to  analyse  the  data.  Firstly,  first  level  analyses  were   performed  on  each  individual  subject.  At  this  level,  a  high-­‐pass  filter  of  100   seconds  was  used,  and  each  volume  was  spatially  smoothed  (6mm  FWHM).  FEAT   uses  a  general  linear  model  (GLM)  based  analysis,  called  FMRIB's  Improved   Linear  Model  (FLIM).  Essentially,  FEAT  uses  a  GLM  of  the  form:     ! ! = !×! ! + ! +  !(!)     Where  y(t)  =  data,  x(t)  =  model,  a    =  parameter  b  =  constant  and  e(t)  =  error  in   model  fit.  This  is  formulated  in  matrix  notation,  with  a  design  matrix,  X,  and  a   parameter  matrix,  A.  The  design  matrix  is  composed  of  a  number  of  explanatory   variables  (EVs).  In  the  case  of  the  first  level  subject  analyses,  the  GLM  included   six  different  EVs:  

 

16  

1. Infusion  –  a  basic  square-­‐wave  model  with  gamma  convolution,  informed   by  the  time  course  of  the  subjective  effects  of  IV  psilocybin  (Carhart-­‐ Harris  et  al.,  2011),  modelled  the  drug  effects.   2. ROI  –  average  time  series  of  the  voxels  in  the  ROI  mask   3. Interaction  –  the  interaction  between  EVs  1  and  2.   4. GM  –  average  grey  matter  time  series   5. WM  –  average  white  matter  time  series   6. CSF  –  average  cerebrospinal  fluid  time  series        

The  final  three  EVs  –  GM,  WM,  CSF  –  were  designated  as  regressors  of  no  

interest.  FEAT  also  automatically  generates  further  regressors  of  no  interest   based  on  motion  confounds  for  each  subject.    

Four  contrasts  were  set  up  –  positive  interaction,  negative  interaction,  

positive  ROI  and  negative  ROI.  The  contrasts  of  primary  interest  in  this  study   were  the  interaction  terms,  as  they  showed  the  interaction  between  the  drug   infusion  and  the  changes  in  the  correlation  between  the  ROI  and  the  rest  of  the   brain.  The  interaction  EV  was  thus  weighted  1  and  -­‐1  for  the  positive  and   negative  interaction  contrasts  respectively,  while  the  ROI  EV  was  weighted  1  and   -­‐1  for  the  positive  and  negative  ROI  contrasts  respectively.  All  regressors  of  no   interest  were  weighted  as  zero  for  all  contrasts.    

Note  that  the  inclusion  of  GM  as  a  regressor  of  no  interest  is  somewhat  

controversial  (Murphy,  Birn,  Handwerker,  Jones,  &  Bandettini,  2009)  –  as  a   validity  check,  the  analysis  was  re-­‐run  without  the  GM  regressor,  the  differences   (or  rather,  lack  thereof)  are  discussed  in  the  results  section.    

These  first  level  subject  results  where  then  fed  into  a  second  level  FEAT  

design  to  calculate  the  group  mean  for  each  condition,  using  the  15  subject  scans   as  inputs  into  another  GLM,  with  one  EV,  the  group  mean.  Group  means  were   generated  for  the  placebo  and  drug  conditions.  Following  that,  all  30  scans  were   put  into  another  second  level  FEAT  analysis,  to  subtract  each  subject’s  placebo   scan  from  their  drug  scan.    

All  results  were  produced  as  z  score  maps,  cluster  thresholded  at  z  >  2.3,  

with  whole  brain  correction  for  multiple  comparisons  at  p  =  0.05.  

 

17  

    Results    

The  principle  subjective  effects  of  2mg  IV  psilocybin  have  been  previously  

reported,  and  included:  altered  visual  perception  (such  as  geometric  patterns,   alterations  in  colour  hue  and  intensity,  warping/melting  movements  in  static   objects);  altered  senses  of  space,  time  and  self;  and  increased  freedom  of  thought   (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2011;  Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012).    

Figure  3  shows  the  baseline  connectivity  of  the  hippocampal  ROI,  warm  

colours  indicating  a  positive  coupling.  This  image  was  produced  from  the  group   mean  of  the  placebo  scans,  and  shows  the  coupling  of  the  ROI  EV.  In  the  placebo   group  mean,  the  infusion  interaction  generated  no  significant  voxels,  as   expected.    

The  results  for  the  group  mean  (interaction  contrast)  in  the  drug  

condition  with  the  hippocampal  seed  demonstrated  both  increases  and   decreases  in  functional  connectivity.  Increases  were  seen  to  right  insular  and   temporal  cortex,  whereas  decreases  were  seen  to  the  vmPFC,  the  PCC  and   putamen,  visual  cortex  and  iLPC,  shown  in  figure  4.  Unfortunately,  the  second   level  analysis  using  all  30  drug  and  placebo  conditions  as  inputs,  and  looking  at   drug  >  placebo  as  the  EV  of  interest,  produced  no  significant  voxels.    

A  correlation  analysis,  using  Pearson’s  r  was  done,  comparing  the  

subjective  ratings  of  the  peak  intensity  of  psilocybin’s  effects,  with  the  decreases   in  RSFC  between  the  hippocampal  seed  and  the  DMN,  and  the  results  are   displayed  in  figure  5.  There  was  a  trend  level  correlation  that  just  failed  to  reach   significance,  despite  the  removal  of  a  single  outlier,  who  was  removed  as  he  was   judged  to  be  understating  the  intensity  of  the  effects.    

The  validity  check  -­‐  re-­‐running  the  analyses  without  GM  as  a  regressor  of  

no  interest,  revealed  an  almost  identical  z  score  map,  and  is  not  shown  here.        

 

18  

    Figure  3  –  Baseline  RSFC  between  the  ROI  and  the  rest  of  the  brain  during  the  12   minute  placebo  scan.  The  ROI  is  shown  in  yellow,  orange  regions  are  those   positively  coupled  to  the  ROI.  Thresholded  with  cluster  size  z  >  2.3,  whole  brain   corrected  p  =  0.05.      

    Figure  4  –  Changes  to  RSFC  under  infusion  of  psilocybin.  The  ROI  is  shown  in   yellow,  regions  with  increased  coupling  are  shown  in  orange,  and  regions  with  

 

19  

decreased  coupling  are  shown  in  blue.  Thresholded  with  cluster  size  z  >  2.3,   whole  brain  corrected  p  =  0.05.        

    Figure  5  –  correlation  between  subjective  ratings  of  intensity  and  decreases  in   hippocampal-­‐DMN  RSFC      

  Experiment  2  –  Functional  connectivity  of  the  hippocampus   under  MDMA       Methods   This  was  a  within-­‐subjects,  double-­‐blind,  randomised,  placebo-­‐controlled   study.  Participants  were  scanned  twice,  7  days  apart,  once  after  MDMA  and  once  

 

20  

after  placebo.  The  study  was  approved  by  NRES  West  London  Research  Ethics   Committee,  Imperial  College  London’s  Joint  Compliance  and  Research  Office   (JCRO),  Imperial  College’s  Research  Ethics  Committee  (ICREC),  IMANOVA  Centre   for  Imaging  Science  and  Imperial  College  London’s  Faculty  of  Medicine,  and  was   conducted  in  accordance  with  Good  Clinical  Practice  guidelines.  A  Home  Office   Licence  was  obtained  for  the  storage  and  handling  of  a  Schedule  1  drug  and   Imperial  College  London  sponsored  the  research.    

Twenty-­‐five  healthy  participants  were  recruited  by  word  of  mouth,  18  

males  and  7  females  (mean  age  =  35,  SD  =  11).  All  had  at  least  one  prior   experience  with  MDMA,  had  used  MDMA  previously  an  average  of  35  times  (SD  =   51,  range  =  1  to  200),  with  a  mean  time  to  last  use  of  1400  days  (SD  =  2351,   range  =  7  to  7300  days).  Participants  were  screened  for  drug  use  via  urine   sample  before  the  scans,  and  were  confirmed  as  no  having  used  MDMA  for  at   least  7  days  and  no  other  drugs  for  48  hours.  A  breathalyser  test  was  also  used  to   confirm  that  no  subjects  had  consumed  alcohol.  Participants  were  also  screened   for  general  health,  MR-­‐compatibility  and  present  mental  health.  Screening   involved  routine  blood  tests,  electrocardiogram,  heart  rate,  blood  pressure  and  a   brief  neurological  exam.      

MR  images  were  acquired  on  a  3T  Siemens  Tim  Trio  (Siemens  Healthcare,  

Erlangen,  Germany)  using  a  32-­‐channel  phased  array  head  coil.  Anatomical   reference  images  were  acquired  using  the  ADNI-­‐GO  recommended  MPRAGE   parameters  (1mm  isotropic  voxels,  TR  =  2300ms,  TE  =  2.98ms,  160  sagittal   slices,  256x256  in-­‐plane  resolution,  flip  angle  =  9  degrees,  bandwidth  =   240Hz/pixel,  GRAPPA  acceleration  =  2).  T2*-­‐weighted  echo-­‐planar  (EPI)  images   were  acquired  for  the  resting  state  functional  scan  using  3mm  isotropic  voxels  in   a  192mm  in-­‐plane  FOV,  TR=2s,  echo  time  =  31ms,  80  degree  flip  angle,  36  axial   slices  in  each  TR,  bandwidth  =  2298  Hz/pixel,  and  a  GRAPPA  acceleration  of  2.   180  volumes  were  acquired  during  the  functional  imaging  paradigm,  which  took   6  minutes  to  complete,  and  there  were  2  of  these  resting  state  scans.      

Each  session  consisted  of  60  minutes  of  functional  scanning.  During  that  

period,  two  ASL  and  two  BOLD  resting  state  scans  were  performed.  The  protocol   was  as  follows  –  at  t  =  0,  subjects  were  orally  administered  either  a  capsule   containing  100mg  MDMA  HCl  or  a  placebo.  At  t  =  50  minutes,  the  first  ASL  scan  

 

21  

was  performed,  then  at  t  =  60  minutes,  the  first  BOLD  scan  was  begun.  During   the  following  40  minutes,  behavioural  paradigms  were  completed  by  the   subjects.  Then,  at  t  =  103  minutes,  the  second  ASL  scan  began,  and  was  followed   at  t  =  113  minutes  by  the  second  BOLD  scan.  The  ASL  scans  and  behavioural   tasks  performed  are  not  relevant  to  the  present  study,  and  will  not  be  discussed   further.  The  schedule  of  events  is  illustrated  in  figure  6,  below.    

    Figure  6  –  Schedule  of  events  during  the  MDMA  scan  sessions.      

Subjects  gave  ratings  of  intensity  using  a  simple  visual  analogue  scale  

(VAS),  completed  in  the  scanner.  The  bottom  of  the  scale  was  marked  “no  effects”   and  the  maximum  “extremely  intense  effects”.  Subjects  could  increase  and   decrease  the  sliding  scale  in  5%  increments,  using  their  right  middle  and  index   finger  whilst  in  the  scanner,  and  the  scale  always  started  at  the  0%  position.   Subjects  were  asked  to  rate  the  intensity  at  59,  67,  102,  112  and  120  minutes   during  the  scanning  session.    

Subjects  also  completed  a  more  extensive  list  of  VAS-­‐style  items  to  assess  

more  specific  subjective  effects.  This  was  completed  4.5  hours  after  capsule   ingestion,  when  most  of  the  subjective  effects  of  MDMA  had  subsided.  Some   items  were  tailored  to  refer  to  commonly  reported  subjective  effects  of  MDMA,   expressed  in  colloquial  terms  (e.g.  ‘I  felt  loved  up’),  and  others  were  items  used   in  the  previous  experiment  with  psilocybin  (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012),  selected   in  order  to  assist  comparisons  with  this  classic  ‘psychedelic’  state.  The  VAS   scales  had  a  bottom  anchor  of  ‘no,  not  more  than  usually’  and  a  top  anchor  of   ‘yes,  much  more  than  usually’  with  the  exception  of  a  control  item  that  read  ‘I  felt   entirely  normal’.  In  this  case,  the  bottom  anchor  read  ‘No,  I  experienced  a    

22  

different  state  altogether  and  the  top  anchor  read  ‘Yes,  just  as  I  usually  feel’.   There  were  32  items  in  total  in  this  questionnaire  and  its  basic  format  was  based   on  the  APZ  questionnaire  for  altered  states  of  consciousness  (Dittrich,  1998).    

Correlations  between  changes  and  RSFC  and  subjective  ratings  of  drug  

intensity  and  positive  affect  were  performed  on  data  from  the  ROI.  Multiple  ROIs   were  tested  by  other  researchers,  and  for  each  ROI,  the  region  that  showed  the   most  marked  change  in  connectivity  was  used  for  the  correlation  analysis.   Pearson’s  r  was  used  to  calculate  the  statistical  significance  of  correlations  and   statistical  thresholds  were  corrected  for  multiple  comparisons  using  Bonferonni   correction.  To  look  at  positive  affect,  five  items  related  to  positive  mood  effects   were  collapsed  into  one  single  factor,  taking  the  mean  for  these  items  for  each   subject.  These  items  were:  ‘I  felt  amazing’,  ‘I  felt  loved-­‐up’,  ‘I  felt  energised  and   enthusiastic’,  ‘I  felt  a  profound  inner  peace’,  ‘I  felt  an  inner  warmth’.  Tests  were   corrected  for  multiple  comparisons  -­‐  .05/2  because  2  different  subjective  rating   parameters  were  explored.  For  the  correlations  using  positive  affect  ratings,  all   data  points  were  included  in  the  analyses;  however,  five  participants  gave   ratings  of  zero  for  effects  intensity  while  on  MDMA  in  the  scanner,  despite   reporting  noticeable  subjective  effects  on  exiting  it,  and  so  these  were   considered  null  and  removed.      

As  in  the  previous  experiment  with  psilocybin,  FSL  was  used  to  analyse  

the  resting  state  BOLD  data  collected,  although  the  set  up  of  the  model  was   slightly  different  due  the  differences  in  method  of  drug  administration.  The  same   anatomically  defined  hippocampal/parahippocampal  mask  was  used  to  generate   average  time  series  for  the  voxels  under  the  mask,  and  this  was  entered  into  the   first  level  GLM,  however  in  this  case  there  was  no  infusion  or  interaction  EV.   Instead,  the  only  EVs  were  the  ROI  time  series  and  the  three  regressors  of  no   interest  –  GM,  WM  and  CSF.    

To  generate  a  map  of  baseline  functional  connectivity  of  the  ROI,  a  second  

level  GLM  analysis  was  run  in  FEAT,  using  the  placebo  scans  as  inputs,  to   produce  a  group  mean.  To  compare  the  resting  states  functional  connectivity   between  the  drug  and  placebo  conditions,  the  first  level  results  were  fed  into  a   second  level  GLM  in  FEAT.  This  included  as  EVs  the  25  subjects,  each  of  which   had  four  inputs  (the  two  drug  condition  scans,  and  the  two  placebo  condition  

 

23  

scans,  and  one  final  EV,  “placebo  vs.  drug”).  Two  contrasts  were  created,   “placebo  >  drug”  and  “drug  <  placebo”,  with  each  subjects  placebo  scans   weighted  as  1  and  drug  scans  weighted  as  -­‐1,  and  a  mixed  effects  analysis  was   run  to  produce  z  score  maps,  thresholded  at  z  >  2.3,  p  =  0.05.  Two  scans  out  of   the  total  100  had  to  be  removed  because  of  excessive  movement.         Results    

Figure  7  shows  at  the  top,  the  regions  positively  coupled  to  the  ROI  at  

baseline,  taken  from  the  group  mean.  The  bottom  half  of  the  figure  shows  the   changes  in  RSFC  due  to  the  MDMA  condition  –  increases  are  shown  in  warm   colours,  whilst  decreases  are  shown  in  cool  colours.  Increases  in  connectivity   were  seen  to  right  amygdala,  right  hippocampus  and  regions  in  the  brainstem,   whilst  decreases  were  seen  to  the  mPFC  and  lateral  frontal  and  temporal  regions.    

Fig  8  shows  the  correlation  between  the  subjective  drug  intensity  and  the  

grouped  positive  mood  ratings,  and  shows  significant  correlations  for  both   (given  the  correction  for  multiple  comparisons  reducing  the  p  value  for   significance  to  0.025).  The  mPFC  was  chosen  for  these  analyses  as  the  region   showing  the  greatest  decrease  in  connectivity  with  the  ROI.      

Discussion    

The  two  experiments  presented  here  form  part  of  the  very  first  studies  

using  fMRI  to  investigate  RSFC  changes  produced  by  the  drugs  psilocybin  and   MDMA,  and  begin  to  cast  light  on  the  acute  systems  level  effects  of  these   substances  in  the  human  brain.  Focusing  on  one  particular  parameter  –   hippocampal  RSFC  –  we  can  clearly  see  two  very  different  patterns  of  altered   connectivity  with  these  two  different  drugs.    

Under  psilocybin,  decreases  in  connectivity  were  observed  that  were  

mostly  confined  to  regions  associated  with  the  DMN  –  the  PCC,  mPFC  and  iLPC,   although  there  were  also  some  decreases  in  visual  cortical  areas.  Increases  in   connectivity  were  seen  to  bilateral  insular  and  temporal  cortices.  The  fact  that   decreases  were  mostly  confined  to  areas  of  the  DMN  is  further  evidence  that  this    

24  

network  is  implicated  in  the  action  of  psilocybin  (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012;   Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012;  Carhart-­‐Harris,  et  al.,  2012).    

The  situation  is  quite  different  for  MDMA  –  here,  instead  we  see  a  broader  

mixture  of  increases  and  decreases  in  connectivity,  including  increases  to  a   number  of  limbic  regions  –  right  hippocampus  and  amygdala  –  as  well  as  the   midbrain,  and  decreases  to  frontal  regions  including  the  anterior  cingulate   cortex  and  medial  frontal  regions.  The  only  real  overlap  between  the  two   substances  is  in  the  decreases  to  connectivity  in  the  mPFC.    

Although  not  fully  understood,  there  is  now  a  large  amount  of  data  on  the  

differing  neuropharmacological  mechanisms  of  action  of  the  two  drugs  at   synaptic  levels.  On  administration,  psilocybin  is  immediately  dephosphorylated   to  its  prodrug,  psilocin  (Hasler  et  al.,  1997).  Psilocin  is  a  fairly  potent  partial   agonist  at  serotonin  receptors,  including  the  5-­‐HT1A,  5-­‐HT2A  and  5-­‐HT2C  receptor   subtypes  with  affinities  in  the  tens  of  nM  (Blair  et  al.,  2000;  Halberstadt  &  Geyer,   2011;  Sard  et  al.,  2005).  It  is  believed  that  it  is  the  5-­‐HT2A  receptor  that  is   responsible  for  the  unique  subjective  effects  of  classic  psychedelics,  and  there  is   a  strong  correlation  between  5-­‐HT2A  affinity  and  potency  (Glennon,  Titeler,  &   McKenney,  1984;  Nichols,  2004).  This  is  further  supported  by  studies  that  have   shown  the  ability  of  ketanserin,  a  5-­‐HT2A  antagonist,  to  attenuate  the  effects  of   psilocybin  in  human  subjects  (Quednow,  Kometer,  Geyer,  &  Vollenweider,  2012;     Vollenweider,  Vollenweider-­‐Scherpenhuyzen,  Bäbler,  Vogel,  &  Hell,  1998).    

The  5-­‐HT2A  receptor  is  part  of  the  larger  class  of  G-­‐protein  coupled  

receptors  (GPCRs),  metabotropic  receptors  that  unlike  ionotropic  receptors,  do   not  directly  influence  the  flow  of  ions  in  and  out  of  the  cell  to  contribute  to  the   cell  depolarizing  sufficiently  to  generate  an  action  potential.  Rather,  their   influence  is  indirect,  mediated  by  a  number  of  secondary  messenger  cascades,   where  the  G-­‐proteins  react  with  an  effector,  activating  enzymes  such  as  adenylyl   cyclase,  in  turn  producing  cAMP  and  eventually  modulating  ion  transport  by   phosphorylating  ion  channels  (Roth,  2011).      

 

25  

    Figure  7  –  Baseline  RSFC  to  the  hippocampal  seed  is  shown  in  the  top  half  of  the   figure,  while  the  bottom  half  shows  changes  in  connectivity  due  to  the  MDMA   condition.  All  images  thresholded  and  z  >  2.3,  and  whole  brain  corrected  at  p  =   0.05.    

 

26  

   

      Figure  8  –  Correlation  between  subjective  ratings  of  intensity  and  positive  mood   with  changes  in  RSFC  between  the  hippocampal  seed  and  the  mPFC  region.      

   

 

For  some  time,  pharmacological  orthodoxy  was  that  a  GPCR  could  be  in  

one  of  two  states,  active  or  inactive.  Every  agonist  ligand  bound  preferentially  to   the  active  state,  shifting  the  equilibrium  towards  more  active  receptors.   However,  in  recent  years,  the  idea  that  a  receptor  could  only  be  in  one  of  two   states,  active  and  inactive  has  come  under  close  scrutiny.  To  take  the  5-­‐HT2A   receptor  as  our  example,  it  appears  that  there  are  a  number  of  G-­‐proteins   coupled  to  the  receptor,  and  they  can  be  differentially  activated  to  produce  a  

 

27  

complex  cascade  of  secondary  messenger  molecules  (Kurrasch-­‐Orbaugh,  Parrish,   Watts,  &  Nichols,  2003).    Contemporary  models  suggest  that  in  fact  a  receptor   can  take  up  a  number  of  different  conformations,  each  one  stabilized  by  a   different  agonist,  and  producing  a  specific  pattern  of  secondary  messenger   activation.  This  has  become  known  as  receptor  “functional  selectivity”  (Kenakin,   2003;  Urban  et  al.,  2007).      

This  area  has  been  well  studied  with  regard  to  the  psychedelic  drugs,  as  

one  of  the  puzzling  questions  that  remains  is  why  some  5-­‐HT2A  agonists,  like  LSD   and  psilocybin,  produce  a  psychedelic  state,  whereas  other  agonists  such  as  5-­‐HT   itself,  tryptamine  and  lisuride  do  not.  Although  very  much  a  live  area  of  research,   it  appears  that  evidence  is  emerging  that  psychedelic  drugs  may  activate  specific   receptor  states  and  thus  specific  secondary  messengers,  producing  their  global   brain  effects  (González-­‐Maeso  &  Sealfon,  2009;  González-­‐Maeso  et  al.,  2007;   Kurrasch-­‐Orbaugh,  Watts,  Barker,  &  Nichols,  2003).  It  seems  reasonable  that  the   synaptic  level  effects  are  the  distal  cause  of  the  observed  changes  to  global  blood   flow  and  RSFC,  and  more  tentatively  that  it  is  the  specific  secondary  messenger   profile  downstream  from  the  receptor  that  eventually  generates  these  effects.   Much  further  work  needs  to  be  done  here,  including  investigating  what  changes   to  resting  state  brain  function  non-­‐psychedelic  agonists  might  have,  and  whether   under  certain  conditions  endogenous  ligands,  such  as  5-­‐HT  can  be  made  to   activate  5-­‐HT2A  into  the  psychedelic  conformation.  It  is  also  currently  unclear  to   what  extent  other  serotonin  receptor  subtypes  play  in  the  effects  of  psychedelics   –  while  in  vitro  and  animal  research  continues  apace,  developing  ever  more   potent  and  selective  5-­‐HT2A  agonists  (Braden,  Parrish,  Naylor,  &  Nichols,  2006;   Juncosa  et  al.,  2013)  which  suggest  that  selectivity  for  5-­‐HT2A  over  other  receptor   subtypes  may  be  important  for  psychedelic  effects,  human  subjective  data  for   these  highly  specific  ligands  is  non-­‐existent,  and  the  potential  for  a  role  for  5-­‐ HT2C  and  5-­‐HT1A  receptors  remains  (Nichols,  2004).    

MDMA,  on  the  other  hand,  elicits  a  broader  range  of  neurochemical  

effects,  and  rather  than  being  a  direct  agonist  it  is  a  potent  releaser  of   monoamines.  Evidence  suggests  that  it  is  the  massive  efflux  of  serotonin  that  is   responsible  for  MDMA’s  cognitive  effects,  and  what  sets  it  apart  from  other   stimulants  (Liechti  &  Vollenweider,  2001),  mediated  by  its  effects  at  serotonin  

 

28  

transporter  proteins  (SERT)  and  intracellular  vesicle  transporter  proteins   (VMAT)  (Rudnick  &  Wall,  1992).  However  it  is  also  clear  that  MDMA  also  causes   the  release  of  norepinephrine  (NE),  dopamine  (DA)  and  also  acetylcholine  (ACh),   subsequent  to  its  5-­‐HT  releasing  effects  (Gudelsky  &  Yamamoto,  2008;  Rothman   et  al.,  2001).    These  neurotransmitters  contribute  significantly  to  the  subjective   effects  (Hysek  et  al.,  2011).    

Given  MDMA’s  non-­‐selective  monoamine  releasing  properties,  it  is  

perhaps  not  surprising  that  we  see  a  more  varied  profile  of  changes  to   hippocampal  RSFC  compared  to  that  seen  with  psilocybin,  and  indeed  to  global   changes  in  brain  blood  flow  (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2013).  Such  massive  efflux  of   modulatory  neurotransmitters  will  have  multiple  indirect  agonist  effects  on  a   large  number  of  5-­‐HT,  DA  and  NE  receptors.  Further  research  involving  the  co-­‐ administration  of  different  selective  receptor  antagonists  will  help  to  tease  apart   the  relative  contributions  of  the  different  modulatory  systems  to  the  subjective   effects.  For  instance,  appears  that  5-­‐HT2A  receptors  are  involved  in  the  subjective   perceptual  changes,  emotional  excitation  and  adverse  responses  produced  by   MDMA,  whilst  having  limited  effect  on  subjective  positive  mood  and  well-­‐being     (Liechti,  Saur,  Gamma,  Hell,  &  Vollenweider,  2000).  On  the  other  hand,  NE   release  appears  to  contribute  more  prominently  to  subjective  drug  high,   stimulation,  emotional  excitation  and  physiological  measures  (Hysek  et  al.,   2011).  It  would  be  an  obvious  step  to  investigate  the  effects  of  selectively   blocking  the  different  transporter  proteins  for  each  neurotransmitter  system,   and  to  correlate  this  with  changes  in  functional  neuroimaging  measures.    

Although  the  molecular,  synaptic  level  of  the  effects  of  psychedelics  and  

empathogens/entactogens  has  been  the  focus  of  much  study,  the  systems  level   effects  are  much  more  poorly  understood,  and  the  results  presented  here   contribute  to  bridging  the  knowledge  gap  between  these  two  levels.  With  regard   to  psilocybin,  it  is  known  that  the  5-­‐HT2A  receptor  is  heavily  expressed  in  both   the  PCC  and  the  mPFC,  but  relatively  little  in  the  hippocampus  (Carhart-­‐Harris  et   al.,  2012;  Erritzoe  et  al.,  2009).  5-­‐HT2A  receptors  are  most  dense  on  the  post-­‐ synaptic  dendrites  of  layer  5  pyramidal  neurons  (Weber  &  Andrade,  2010).  It  has   been  theorized  that  the  decreases  in  activity  and  RSFC  within  the  DMN  are   caused  by  psilocybin’s  interactions  with  5-­‐HT2A  receptors  on  these  layer  5  

 

29  

neurons,  increasing  their  spiking  rate,  leading  to  downstream  activation  of  GABA   interneurons  and  subsequent  drop  in  net  activity  within  these  dense  5-­‐HT2A   regions  (Carhart-­‐Harris  et  al.,  2012).    

Since  MDMA  has  such  a  broad  range  of  releasing  effects,  it  is  hard  to  make  

any  firm  claims  about  what  synaptic  level  interactions  might  be  at  work,   however  it  is  know  that  the  hippocampus  has  a  high  density  of  5-­‐HT1A  receptors   (Köhler,  Radesäter,  Lang,  &  Chan-­‐Palay,  1986).  It  is  also  thought  that  anti-­‐anxiety   medications,  such  as  selective  serotonin  re-­‐uptake  inhibitors  and  direct  5-­‐HT1A   agonists  like  buspirone,  work  through  stimulation  of  post-­‐synaptic  5-­‐HT1A   receptors,  to  normalise  limbic  activity  (Gordon  &  Hen,  2004).  Therefore  this   might  suggest  a  role  for  hippocampal  5-­‐HT1A  in  the  pro-­‐social  aspects  of  MDMA’s   subjective  effects.  However,  research  using  the  5-­‐HT1A  blocker  pindolol  has   produced  mixed  results  on  its  effects  on  the  MDMA  subjective  state  (van  Wel  et   al.,  2012),  which  would  not  support  this  theory.    

Both  limbic  hyperactivity  and  increased  connectivity  between  the  

hippocampus  and  the  mPFC  have  been  implicated  in  anxiety  disorders  (Adhikari,   Topiwala,  &  Gordon,  2010;  Engel,  Bandelow,  Gruber,  &  Wedekind,  2009).  Since   we  observed  a  correlation  between  subjective  positive  effects  and  decreased   coupling  between  the  hippocampal  ROI  and  the  mPFC,  this  would  suggest  the   possibility  that  at  least  part  of  MDMA’s  subjective  effects  are  caused  via  this   reduction  in  connectivity.  Given  that  there  is  evidence  of  MDMA’s  utility  as  an   adjunct  to  PTSD  psychotherapy  (Mithoefer  et  al.,  2013,  2011),  this  may  help  to   explain,  in  part,  the  mechanism  of  those  benefits  in  reducing  anxiety  and  fear   during  therapy.    

The  final  section  of  this  discussion  will  attempt  to  look  at  more  detail  at  

the  psilocybin  result,  and  place  the  observed  changes  in  hippocampal  RSFC  in  the   context  of  resent  theories  of  hippocampal/DMN  interaction,  to  offer  potential   causal  mechanisms  for  psilocybin’s  subjective  effects.       Psilocybin,  the  default  mode  and  scene  construction    

The  hippocampus  is  involved  in  a  broad  range  of  cognitive  functions,  

chiefly  those  of  declarative  and  spatial  memory  (Burgess,  Maguire,  &  O’Keefe,  

 

30  

2002).  In  rodents,  the  discovery  of  place  cells  lead  to  the  proposal  that  the   hippocampus  plays  a  key  role  in  spatial  representation  with  place  cells  the  basis   for  spatial  maps,  backed  up  by  multiple  studies  in  mammalian  species  (Moser,   Kropff,  &  Moser,  2008;  O’Keefe  &  Dostrovsky,  1971;  Tsodyks,  1999).  While  it  is   difficult  to  conduct  single  cell  recordings  to  confirm  the  existence  of  place  cells  in   humans,  some  limited  research  has  shown  cells  that  apparently  respond  to   specific  locations  (Ekstrom  et  al.,  2003)  and  the  hippocampus  certainly  appears   to  be  related  to  spatial  navigation  abilities  in  humans  (Hartley,  Maguire,  Spiers,  &   Burgess,  2003;  Maguire  et  al.,  2003).    

The  hippocampus  is  also  well  recognised  as  being  important  for  episodic  

memory  (Burgess  et  al.,  2002;  Eichenbaum  &  Cohen,  2001;  Tulving  &   Markowitsch,  1998).  Neuropsychological  evidence  has  shown  that  hippocampal   lesions  are  associated  with  impaired  performance  at  recall  of  episodic  memory,   whist  retaining  implicit  procedural  memory  and  working  memory  (Scoville  &   Milner,  1957;  Spiers,  Maguire,  &  Burgess,  2001).    

It  has  recently  been  proposed  that  the  hippocampus  and  is  part  of  a  

network  responsible  for  “scene  construction”  (Hassabis  &  Maguire,  2007).  This   network  essentially  covers  the  same  regions  as  the  DMN,  containing  the  PCC,   vmPFC,  iLPC,  PHG,  retrosplenial  cortex  and  middle  temporal  cortices.  In  essence,   the  idea  of  a  “scene  construction  system”  builds  on  the  discussion  previously   mentioned,  where  it  was  suggested  by  Buckner  and  colleagues  that  the  DMN   supports  functions  of  mental  simulation  -­‐  the  “imaginative  constructions  of   hypothetical  events  or  scenarios”  including  autobiographical  memory,   envisioning  the  future,  theory  of  mind  and  moral  decision  making  (Buckner  et  al.,   2008).    

Hassabis  &  Maguire  however  take  this  idea  further.  In  an  earlier  paper  

Buckner  &  Caroll,  put  forward  the  concept  of  “self  projection”,  which  they   describe  as  the  ability  to  place  oneself  in  future  imagined  and  alternative   environments  (Buckner  &  Carroll,  2007).  Hassabis  &  Maguire  additionally   propose  that  fictitious  experiences,  not  related  to  self,  a  subjective  sense  of  time   or  autonoetic  consciousness  are  supported  by  the  same  brain  network.  They   define  scene  construction  thus:    

 

31  

“We  define  scene  construction  as  the  process  of  mentally  generating  and   maintaining  a  complex  and  coherent  scene  or  event.  This  is  achieved  by  the   retrieval  and  integration  of  relevant  informational  components,  stored  in   their  modality-­‐specific  cortical  areas,  the  product  of  which  has  a  coherent   spatial  context,  and  can  then  later  be  manipulated  and  visualized.”   (Hassabis  &  Maguire,  2007)     Immediately  we  can  see  this  is  a  much  more  general  and  broad  concept,  which   underlies  a  variety  of  everyday  states  of  consciousness.  The  authors  go  on  to   map  various  component  processes  to  cognitive  tasks,  and  list  scene  construction   as  being  vital  to:  episodic  memory  recall,  episodic  future  thinking,  navigation,   imagination,  the  default  network,  viewer  replay,  vivid  dreaming  and  in  some   cases  theory  of  mind  (depending  on  the  circumstances).  They  put  forward  a   range  of  evidence  for  the  fundamental  importance  of  scene  construction.   Neuropsychological  studies  show  that  patients  with  hippocampal  amnesia  also   suffer  in  their  ability  to  create  new  imagined  fictitious  experiences,  and  the   descriptions  they  were  able  to  provide  were  fragment,  lacking  in  coherence  and   especially  spatial  structure  (Hassabis,  Kumaran,  Vann,  &  Maguire,  2007).   Neuroimaging  studies  presented  by  Hassabis  and  Maguire  delineate  the  regions   of  the  scene  construction  network  to  the  nodes  of  the  DMN  and  medial  temporal   regions  mentioned  above.    

For  Hassabis  &  Maguire,  episodic  recollection  then  becomes  actually  a  

“re-­‐construction”  –  memories  are  rebuilt  using  the  process  of  scene  construction   every  time  they  are  accessed.  Therefore,  the  degree  of  involvement  of  the   hippocampus  and  the  scene  construction  network  reflects  the  degree  of  re-­‐ construction  and  re-­‐experiencing  in  memory  retrieval  (Addis,  Moscovitch,   Crawley,  &  McAndrews,  2004).  Outstanding  questions  remain  as  to  the  exact   relationship  between  scene  construction  and  scene  perception.  Some  research   suggests  that  MTL  regions  may  have  important  roles  in  perception  too  (Graham   &  Gaffan,  2005;  Lee  et  al.,  2005)  and  it  would  seem  likely  that  the  systems  for   construction  and  perception  of  scenes  share  common  brain  regions.    

We  therefore  propose  that  under  the  influence  of  psilocybin,  there  is  a  

general  disruption  to  the  coherence  of  the  brain  network  that  this  system  of  

 

32  

scene  construction,  as  evidenced  by  reductions  in  RSFC  between  the  primary   nodes  of  the  system,  the  HF,  PCC,  iLPC  and  vmPFC.  This  disruption  of  scene   construction  may  be  part  of  the  causal  mechanism  that  produces  the  subjective   alterations  in  visual  and  auditory  perception,  and  changes  to  concepts  of  self,   time  and  space  reported  by  subjects.  This  would  support  a  tight  relationship   between  scene  construction  and  scene  perception.    

The  subjective  experiences  of  imagination  and  episodic  memory  recall  

clearly  involve  the  integration  of  information  into  a  coherent  gestalt,  however   unlike  sensory  perception,  such  representations  are  wholly  abstract  and  not   driven  by  incoming  sensory  information.  Thus,  the  creation  and  maintenance  of   such  internal  representations  must  be  driven  by  nodes  within  the  scene   construction  network.  It  may  be  the  case  that  the  hippocampus  is  such  a  driver   of  the  network.  Some  evidence  for  this  is  provided  by  studies  which  show  that   hippocampal  stimulation  can  induce  déjà  vu  type  experiences  (Bartolomei  et  al.,   2012),  and  chronic  hippocampal  stimulation  increases  glucose  metabolism   within  the  PCC  and  mPFC  (Laxton  et  al.,  2010).      

However,  given  that  we  know  that  the  hippocampus  has  relatively  low  

levels  of  5HT2A  receptors,  there  might  seem  to  be  a  mechanistic  disconnect   between  the  synaptic  and  systems  level  effects.  If  the  scene  construction   network  is  a  self-­‐maintaining  and  regulating  dynamic  system,  it  will  require  bi-­‐ directional  feedback  connections  between  nodes  to  maintain  its  coherence.  The   PCC  and  vmPFC  do  have  high  concentrations  of  5HT2A  receptors  (Carhart-­‐Harris   et  al.,  2012),  and  also  dense  connections  to  the  hippocampus  and   parahippocampus  (Greicius  et  al.,  2009),  so  in  this  case  it  is  possible  that   psilocybin  disrupts  the  feedback  connections  to  the  hippocampus  via  agonism  in   the  PCC  and  vmPFC,  producing  changes  to  the  network.    

Apart  from  the  decreases  in  RSFC,  increases  in  coupling  to  the  right  

insular  were  also  seen.  The  insular  is  known  to  be  part  of  the  salience  network   (Seeley  et  al.,  2007)  and  usually  anti-­‐correlated  with  regions  associated  with  the   DMN.  However,  it  has  previous  been  shown  that  psilocybin  tends  to  reduce  the   differences  in  between-­‐network  connectivity,  in  effect  making  them  less   orthogonal,  blurring  the  separation  between  networks  (Carhart-­‐Harris  et  al.,   2012b)  and  this  has  been  suggested  as  another  causal  factor  in  psilocybin’s  

 

33  

subjective  effects.  In  light  of  this,  increased  RSFC  between  hippocampus  and  the   insular  fits  the  overall  picture  of  psilocybin’s  effects  in  the  brain.       Limitations  and  future  directions    

The  principle  limitation  in  comparing  these  studies  is  that  they  employed  

different  methodologies,  the  psilocybin  experiment  using  IV  administration,   allowing  and  immediate  before  and  after  comparison,  whereas  the  MDMA   experiment  used  oral  administration  and  the  averaging  of  two  scans  during  the   period  of  the  drug’s  effects,  so  caution  must  be  taken  in  drawing  any  strong   conclusions  in  comparing  the  two  drugs  effects.    

The  lack  of  any  significant  results  in  the  drug  >  placebo  scan  analyses  for  

psilocybin  is  also  disappointing,  and  can  possibly  be  attributed  to  increased   noise  added  when  entering  data  from  scans  a  week  apart  into  the  analysis.   However,  the  fact  that  we  were  able  to  show  significant  changes  due  to  the   immediate  infusion  of  psilocybin  shows  there  is  an  effect.  Further  studies,  ideally   with  a  large  number  of  subjects,  would  help  clarify  these  results.  Increased   subjects  might  also  help  to  tip  the  correlation  between  intensity  and  changes  in   functional  connectivity  into  significance,  as  the  results  presented  here  fall  just   short  of  being  significant.    

As  yet  unpublished  experiments  using  MEG  to  investigate  the  effects  of  

psilocybin  have  also  been  conducted,  and  will  help  to  shed  more  light  on  the   temporal  dynamics  of  RSFC  changes.  Our  lab  is  currently  planning  an   experimental  protocol  that  will  investigate  RSFC  changes  in  subjects  under  the   influence  of  LSD,  also  via  IV  administration  –  being  able  to  compare  two  classic   psychedelics  will  help  bolster  (or  weaken)  our  case.      

Conclusions    

These  two  studies  investigated  changes  in  hippocampal  RSFC  under  the  

influence  of  the  two  different  drugs.  With  psilocybin,  changes  were  mostly   confined  to  the  cortical  nodes  of  the  DMN,  also  believed  to  support  the  “scene   construction”  system.  We  propose  that  these  changes  reflect  the  action  of  the    

34  

drug  on  fundamental  mechanisms  of  consciousness,  by  weakening  the  coherence   of  this  resting  state  network.  These  changes  in  connectivity  may  explain  a   possible  mechanism  for  the  drug’s  profound  subjective  effects  on  perception  and   sense  of  self,  time  and  space.    

With  MDMA,  changes  in  connectivity  did  not  so  easily  coincide  with  a  

single  particular  network,  so  only  limited  conclusions  can  be  drawn.  However,   reduced  connectivity  between  the  hippocampus  and  the  mPFC  may  reflect  the   drugs  noted  pro-­‐social  and  anxiolytic  effects    

The  differences  in  patterns  of  alterations  in  connectivity  reflect  the  two  

different  drugs  different  mechanisms  of  action,  and  may  serve  as  potential   biomarkers  for  their  respective  subjective  states.              

Bibliography     Addis,  D.  R.,  Moscovitch,  M.,  Crawley,  A.  P.,  &  McAndrews,  M.  P.  (2004).   Recollective  qualities  modulate  hippocampal  activation  during   autobiographical  memory  retrieval.  Hippocampus,  14(6),  752–62.   doi:10.1002/hipo.10215   Adhikari,  A.,  Topiwala,  M.  A.,  &  Gordon,  J.  A.  (2010).  Synchronized  activity   between  the  ventral  hippocampus  and  the  medial  prefrontal  cortex  during   anxiety.  Neuron,  65(2),  257–69.  doi:10.1016/j.neuron.2009.12.002   Andrews-­‐Hanna,  J.  R.,  Reidler,  J.  S.,  Sepulcre,  J.,  Poulin,  R.,  &  Buckner,  R.  L.  (2010).   Functional-­‐anatomic  fractionation  of  the  brain’s  default  network.  Neuron,   65(4),  550–62.  doi:10.1016/j.neuron.2010.02.005   Baldwin,  M.,  Lewis,  S.  A.,  &  Bach,  S.  A.  (1959).  The  effects  of  lysergic  acid  after   cerebral  ablation.  Neurology,  9(7),  469–469.  doi:10.1212/WNL.9.7.469   Bartolomei,  F.,  Barbeau,  E.  J.,  Nguyen,  T.,  McGonigal,  A.,  Régis,  J.,  Chauvel,  P.,  &   Wendling,  F.  (2012).  Rhinal-­‐hippocampal  interactions  during  déjà  vu.   Clinical  neurophysiology,  123(3),  489–95.  doi:10.1016/j.clinph.2011.08.012   Bernschneider-­‐Reif,  S.,  Oxler,  F.,  &  Freudenmann,  R.  W.  (2006).  The  origin  of   MDMA  (“ecstasy”)-­‐-­‐separating  the  facts  from  the  myth.  Die  Pharmazie,  

 

35  

61(11),  966–72.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17152992   Binder,  J.  R.,  Frost,  J.  A.,  Hammeke,  T.  A.,  Bellgowan,  P.  S.,  Rao,  S.  M.,  &  Cox,  R.  W.   (1999).  Conceptual  processing  during  the  conscious  resting  state.  A   functional  MRI  study.  Journal  of  cognitive  neuroscience,  11(1),  80–95.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9950716   Biswal,  B.  B.  (2012).  Resting  state  fMRI:  a  personal  history.  NeuroImage,  62(2),   938–44.  doi:10.1016/j.neuroimage.2012.01.090   Biswal,  B.  B.,  Yetkin,  F.  Z.,  Haughton,  V.  M.,  &  Hyde,  J.  S.  (1995).  Functional   connectivity  in  the  motor  cortex  of  resting  human  brain  using  echo-­‐planar   mri.  Magnetic  Resonance  in  Medicine,  34(4),  537–541.   doi:10.1002/mrm.1910340409   Blair,  J.  B.,  Kurrasch-­‐Orbaugh,  D.,  Marona-­‐Lewicka,  D.,  Cumbay,  M.  G.,  Watts,  V.  J.,   Barker,  E.  L.,  &  Nichols,  D.  E.  (2000).  Effect  of  ring  fluorination  on  the   pharmacology  of  hallucinogenic  tryptamines.  Journal  of  medicinal  chemistry,   43(24),  4701–10.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11101361   Blakemore,  C.  (2009).  Classification  of  cannabis  and  ecstasy  in  the  UK.  BMJ   (Clinical  research  ed.),  338(feb20_1),  b731.  doi:10.1136/bmj.b731   Braden,  M.  R.,  Parrish,  J.  C.,  Naylor,  J.  C.,  &  Nichols,  D.  E.  (2006).  Molecular   interaction  of  serotonin  5-­‐HT2A  receptor  residues  Phe339(6.51)  and   Phe340(6.52)  with  superpotent  N-­‐benzyl  phenethylamine  agonists.   Molecular  pharmacology,  70(6),  1956–64.  doi:10.1124/mol.106.028720   Buckner,  R.  L.,  Andrews-­‐Hanna,  J.  R.,  &  Schacter,  D.  L.  (2008).  The  brain’s  default   network:  anatomy,  function,  and  relevance  to  disease.  Annals  of  the  New   York  Academy  of  Sciences,  1124,  1–38.  doi:10.1196/annals.1440.011   Buckner,  R.  L.,  &  Carroll,  D.  C.  (2007).  Self-­‐projection  and  the  brain.  Trends  in   cognitive  sciences,  11(2),  49–57.  doi:10.1016/j.tics.2006.11.004   Burgess,  N.,  Maguire,  E.  A,  &  O’Keefe,  J.  (2002).  The  human  hippocampus  and   spatial  and  episodic  memory.  Neuron,  35(4),  625–41.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12194864   Carhart-­‐Harris,  R.  L.,  &  Friston,  K.  J.  (2010).  The  default-­‐mode,  ego-­‐functions  and   free-­‐energy:  a  neurobiological  account  of  Freudian  ideas.  Brain :  a  journal  of   neurology,  133(Pt  4),  1265–83.  doi:10.1093/brain/awq010   Carhart-­‐Harris,  R.  L.,  Erritzoe,  D.,  Williams,  T.,  Stone,  J.  M.,  Reed,  L.  J.,  Colasanti,  A.,   …  Nutt,  D.  J.  (2012a).  Neural  correlates  of  the  psychedelic  state  as   determined  by  fMRI  studies  with  psilocybin.  Proceedings  of  the  National  

 

36  

Academy  of  Sciences  of  the  United  States  of  America,  109(6),  2138–43.   doi:10.1073/pnas.1119598109   Carhart-­‐Harris,  R.  L,  Leech,  R.,  Erritzoe,  D.,  Williams,  T.  M.,  Stone,  J.  M.,  Evans,  J.,  …   Nutt,  D.  J.  (2012b).  Functional  Connectivity  Measures  After  Psilocybin   Inform  a  Novel  Hypothesis  of  Early  Psychosis.  Schizophrenia  bulletin,  1–9.   doi:10.1093/schbul/sbs117   Carhart-­‐Harris,  R.  L,  Murphy,  K.,  Leech,  R.,  Erritzoe,  D.,  Williams,  L.  T.  J.,  Ferguson,   B.,  M.,  Evans,  J.,  …  Nutt,  D.  J.  (2013).  The  effects  of  acutely  administered   MDMA  on  spontaneous  brain  function  measured  with  arterial  spin  labelling   and  BOLD  resting-­‐state  functional  connectivity  (in  press).   Carhart-­‐Harris,  R.  L,  Williams,  T.  M.,  Sessa,  B.,  Tyacke,  R.  J.,  Rich,  A.  S.,  Feilding,  A.,   &  Nutt,  D.  J.  (2011).  The  administration  of  psilocybin  to  healthy,   hallucinogen-­‐experienced  volunteers  in  a  mock-­‐functional  magnetic   resonance  imaging  environment:  a  preliminary  investigation  of  tolerability.   Journal  of  psychopharmacology  (Oxford,  England),  25(11),  1562–7.   doi:10.1177/0269881110367445   Collin,  M.  (1998).  Altered  state :  the  story  of  ecstasy  culture  and  Acid  House.   London:  Serpent’s  Tail.     De  Pasquale,  F.,  Della  Penna,  S.,  Snyder,  A.  Z.,  Marzetti,  L.,  Pizzella,  V.,  Romani,  G.   L.,  &  Corbetta,  M.  (2012).  A  cortical  core  for  dynamic  integration  of   functional  networks  in  the  resting  human  brain.  Neuron,  74(4),  753–64.   doi:10.1016/j.neuron.2012.03.031   Dittrich,  A.  (1998).  The  standardized  psychometric  assessment  of  altered  states   of  consciousness  (ASCs)  in  humans.  Pharmacopsychiatry,  31  Suppl  2,  80–4.   doi:10.1055/s-­‐2007-­‐979351   Eichenbaum,  H.,  &  Cohen,  N.  J.  (2001).  From  conditioning  to  conscious   recollection :  memory  systems  of  the  brain.  Upper  Saddle  River  NJ:  Oxford   Univ.     Ekstrom,  A.  D.,  Kahana,  M.  J.,  Caplan,  J.  B.,  Fields,  T.  A.,  Isham,  E.  A.,  Newman,  E.  L.,   &  Fried,  I.  (2003).  Cellular  networks  underlying  human  spatial  navigation.   Nature,  425(6954),  184–8.  doi:10.1038/nature01964   Engel,  K.,  Bandelow,  B.,  Gruber,  O.,  &  Wedekind,  D.  (2009).  Neuroimaging  in   anxiety  disorders.  Journal  of  neural  transmission  (Vienna,  Austria :  1996),   116(6),  703–16.  doi:10.1007/s00702-­‐008-­‐0077-­‐9   Erritzoe,  D.,  Frokjaer,  V.  G.,  Haugbol,  S.,  Marner,  L.,  Svarer,  C.,  Holst,  K.,  …   Knudsen,  G.  M.  (2009).  Brain  serotonin  2A  receptor  binding:  relations  to   body  mass  index,  tobacco  and  alcohol  use.  NeuroImage,  46(1),  23–30.   doi:10.1016/j.neuroimage.2009.01.050  

 

37  

FMRIB  Analysis  Group.  (2012a).  FSL  -­‐  FslWiki.  Retrieved  August  22,  2013,  from   http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/   FMRIB  Analysis  Group.  (2012b).  FslWiki  -­‐  Atlases.  Retrieved  August  22,  2013,   from  http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/Atlases   FMRIB  Analysis  Group.  (2012c).  FslWiki  -­‐  FEAT.  Retrieved  August  22,  2013,  from   http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FEAT   Fox,  M.  D.,  Snyder,  A.  Z.,  Vincent,  J.  L.,  Corbetta,  M.,  Van  Essen,  D.  C.,  &  Raichle,  M.   E.  (2005).  The  human  brain  is  intrinsically  organized  into  dynamic,   anticorrelated  functional  networks.  Proceedings  of  the  National  Academy  of   Sciences  of  the  United  States  of  America,  102(27),  9673–8.   doi:10.1073/pnas.0504136102   Friston,  K.  J.  (2011).  Functional  and  effective  connectivity:  a  review.  Brain   connectivity,  1(1),  13–36.  doi:10.1089/brain.2011.0008   Gasser,  P.  (1995).  Psycholytic  Therapy  with  MDMA  and  LSD  in  Switzerland.   MAPS  Bulletin,  5(3),  3–7.  Retrieved  from  http://www.maps.org/news-­‐ letters/v05n3/05303psy.html   Glennon,  R.  A.,  Titeler,  M.,  &  McKenney,  J.  D.  (1984).  Evidence  for  5-­‐HT2   involvement  in  the  mechanism  of  action  of  hallucinogenic  agents.  Life   Sciences,  35(25),  2505–2511.  doi:10.1016/0024-­‐3205(84)90436-­‐3   González-­‐Maeso,  J.,  &  Sealfon,  S.  C.  (2009).  Agonist-­‐trafficking  and  hallucinogens.   Current  medicinal  chemistry,  16(8),  1017–27.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19275609   González-­‐Maeso,  J.,  Weisstaub,  N.  V,  Zhou,  M.,  Chan,  P.,  Ivic,  L.,  Ang,  R.,  …  Gingrich,   J.  a.  (2007).  Hallucinogens  recruit  specific  cortical  5-­‐HT(2A)  receptor-­‐ mediated  signaling  pathways  to  affect  behavior.  Neuron,  53(3),  439–52.   doi:10.1016/j.neuron.2007.01.008   Gordon,  J.  A,  &  Hen,  R.  (2004).  The  serotonergic  system  and  anxiety.   Neuromolecular  medicine,  5(1),  27–40.  doi:10.1385/NMM:5:1:027   Gouzoulis-­‐Mayfrank,  E.,  Hermle,  L.,  Kovar,  K.  A.,  &  Sass,  H.  (1996).  [Entactogenic   drugs  “ecstasy”  (MDMA),  “eve”  (MDE)  and  other  ring-­‐substituted   methamphetamine  derivatives.  A  new  class  of  substances  among  illegal   designer  drugs?].  Der  Nervenarzt,  67(5),  369–80.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9005345   Gouzoulis-­‐Mayfrank,  E.,  Schreckenberger,  M.,  Sabri,  O.,  Arning,  C.,  Thelen,  B.,   Spitzer,  M.,  …  Sass,  H.  (1999).  Neurometabolic  effects  of  psilocybin,  3,4-­‐ methylenedioxyethylamphetamine  (MDE)  and  d-­‐methamphetamine  in   healthy  volunteers.  A  double-­‐blind,  placebo-­‐controlled  PET  study  with   [18F]FDG.  Neuropsychopharmacology :  official  publication  of  the  American  

 

38  

College  of  Neuropsychopharmacology,  20(6),  565–81.  doi:10.1016/S0893-­‐ 133X(98)00089-­‐X   Graham,  K.  S.,  &  Gaffan,  D.  (2005).  The  role  of  the  medial  temporal  lobe  in   memory  and  perception:  evidence  from  rats,  nonhuman  primates  and   humans.  The  Quarterly  journal  of  experimental  psychology.  B,  Comparative   and  physiological  psychology,  58(3-­‐4),  193–201.   doi:10.1080/02724990544000059   Greicius,  M.  D.,  Supekar,  K.,  Menon,  V.,  &  Dougherty,  R.  F.  (2009).  Resting-­‐state   functional  connectivity  reflects  structural  connectivity  in  the  default  mode   network.  Cerebral  cortex  (New  York,  N.Y. :  1991),  19(1),  72–8.   doi:10.1093/cercor/bhn059   Griffiths,  R.  R.,  Richards,  W.  a,  McCann,  U.,  &  Jesse,  R.  (2006).  Psilocybin  can   occasion  mystical-­‐type  experiences  having  substantial  and  sustained   personal  meaning  and  spiritual  significance.  Psychopharmacology,  187(3),   268–83;  discussion  284–92.  doi:10.1007/s00213-­‐006-­‐0457-­‐5   Griffiths,  R.  R.,  Richards,  W.,  Johnson,  M.,  McCann,  U.,  &  Jesse,  R.  (2008).  Mystical-­‐ type  experiences  occasioned  by  psilocybin  mediate  the  attribution  of   personal  meaning  and  spiritual  significance  14  months  later.  Journal  of   psychopharmacology  (Oxford,  England),  22(6),  621–32.   doi:10.1177/0269881108094300   Grinspoon,  L.,  &  Bakalar,  J.  B.  (1979).  Psychedelic  drugs  reconsidered.  New  York,   NY:  Basic  Books.     Grob,  C.  S.,  Danforth,  A.  L.,  Chopra,  G.  S.,  Hagerty,  M.,  McKay,  C.  R.,  Halberstadt,  A.   L.,  &  Greer,  G.  R.  (2011).  Pilot  study  of  psilocybin  treatment  for  anxiety  in   patients  with  advanced-­‐stage  cancer.  Archives  of  general  psychiatry,  68(1),   71–8.  doi:10.1001/archgenpsychiatry.2010.116   Gudelsky,  G.  A,  &  Yamamoto,  B.  K.  (2008).  Actions  of  3,4-­‐ methylenedioxymethamphetamine  (MDMA)  on  cerebral  dopaminergic,   serotonergic  and  cholinergic  neurons.  Pharmacology,  biochemistry,  and   behavior,  90(2),  198–207.  doi:10.1016/j.pbb.2007.10.003   Gusnard,  D.  A.  (2005).  Being  a  self:  considerations  from  functional  imaging.   Consciousness  and  cognition,  14(4),  679–97.   doi:10.1016/j.concog.2005.04.004   Gusnard,  D.  A.,  &  Raichle,  M.  E.  (2001).  Searching  for  a  baseline:  functional   imaging  and  the  resting  human  brain.  Nature  reviews.  Neuroscience,  2(10),   685–94.  doi:10.1038/35094500   Halberstadt,  A.  L.,  &  Geyer,  M.  a.  (2011).  Multiple  receptors  contribute  to  the   behavioral  effects  of  indoleamine  hallucinogens.  Neuropharmacology,  61(3),   364–81.  doi:10.1016/j.neuropharm.2011.01.017  

 

39  

Hartley,  T.,  Maguire,  E.  a,  Spiers,  H.  J.,  &  Burgess,  N.  (2003).  The  well-­‐worn  route   and  the  path  less  traveled:  distinct  neural  bases  of  route  following  and   wayfinding  in  humans.  Neuron,  37(5),  877–88.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12628177   Hasler,  F,  Bourquin,  D.,  Brenneisen,  R.,  Bär,  T.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (1997).   Determination  of  psilocin  and  4-­‐hydroxyindole-­‐3-­‐acetic  acid  in  plasma  by   HPLC-­‐ECD  and  pharmacokinetic  profiles  of  oral  and  intravenous  psilocybin   in  man.  Pharmaceutica  acta  Helvetiae,  72(3),  175–84.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9204776   Hasler,  Felix,  Grimberg,  U.,  Benz,  M.  a,  Huber,  T.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2004).   Acute  psychological  and  physiological  effects  of  psilocybin  in  healthy   humans:  a  double-­‐blind,  placebo-­‐controlled  dose-­‐effect  study.   Psychopharmacology,  172(2),  145–56.  doi:10.1007/s00213-­‐003-­‐1640-­‐6   Hassabis,  D.,  Kumaran,  D.,  Vann,  S.  D.,  &  Maguire,  E.  a.  (2007).  Patients  with   hippocampal  amnesia  cannot  imagine  new  experiences.  Proceedings  of  the   National  Academy  of  Sciences  of  the  United  States  of  America,  104(5),  1726– 31.  doi:10.1073/pnas.0610561104   Hassabis,  D.,  &  Maguire,  E.  a.  (2007).  Deconstructing  episodic  memory  with   construction.  Trends  in  cognitive  sciences,  11(7),  299–306.   doi:10.1016/j.tics.2007.05.001   Hofmann,  A.  (1980).  LSD,  my  problem  child.  New  York:  McGraw-­‐Hill.     Hofmann,  A.,  Heim,  R.,  Brack,  A.,  &  Kobel,  H.  (1958).  [Psilocybin,  a  psychotropic   substance  from  the  Mexican  mushroom  Psilicybe  mexicana  Heim].   Experientia,  14(3),  107–9.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/13537892   Holland,  J.  (2001).  Ecstasy :  the  complete  guide :  a  comprehensive  look  at  the  risks   and  benefits  of  MDMA.  Rochester    Vt.:  Park  Street  Press.     Horwitz,  B.  (2003).  The  elusive  concept  of  brain  connectivity.  NeuroImage,  19(2),   466–470.  doi:10.1016/S1053-­‐8119(03)00112-­‐5   Hysek,  C.  M.,  Simmler,  L.  D.,  Ineichen,  M.,  Grouzmann,  E.,  Hoener,  M.  C.,   Brenneisen,  R.,  …  Liechti,  M.  E.  (2011).  The  norepinephrine  transporter   inhibitor  reboxetine  reduces  stimulant  effects  of  MDMA  (“ecstasy”)  in   humans.  Clinical  pharmacology  and  therapeutics,  90(2),  246–55.   doi:10.1038/clpt.2011.78   Hysek,  C.  M,  Domes,  G.,  &  Liechti,  M.  E.  (2012).  MDMA  enhances  “mind  reading”   of  positive  emotions  and  impairs  “mind  reading”  of  negative  emotions.   Psychopharmacology,  222(2),  293–302.  doi:10.1007/s00213-­‐012-­‐2645-­‐9  

 

40  

Jenkinson,  M.,  Beckmann,  C.  F.,  Behrens,  T.  E.  J.,  Woolrich,  M.  W.,  &  Smith,  S.  M.   (2012).  FSL.  NeuroImage,  62(2),  782–90.   doi:10.1016/j.neuroimage.2011.09.015   Johnson,  M.  W.  (2013).  Psilocybin-­‐Facilitated  Treatment  for  Addiction:  Smoking   Cessation.  Retrieved  from   http://www.youtube.com/watch?v=kanDlKmvZKY   Juncosa,  J.  I.,  Hansen,  M.,  Bonner,  L.  A.,  Cueva,  J.  P.,  Maglathlin,  R.,  McCorvy,  J.  D.,  …   Nichols,  D.  E.  (2013).  Extensive  rigid  analogue  design  maps  the  binding   conformation  of  potent  N-­‐benzylphenethylamine  5-­‐HT2A  serotonin   receptor  agonist  ligands.  ACS  chemical  neuroscience,  4(1),  96–109.   doi:10.1021/cn3000668   Kahn,  I.,  Andrews-­‐Hanna,  J.  R.,  Vincent,  J.  L.,  Snyder,  A.  Z.,  &  Buckner,  R.  L.  (2008).   Distinct  cortical  anatomy  linked  to  subregions  of  the  medial  temporal  lobe   revealed  by  intrinsic  functional  connectivity.  Journal  of  neurophysiology,   100(1),  129–39.  doi:10.1152/jn.00077.2008   Kenakin,  T.  (2003).  Ligand-­‐selective  receptor  conformations  revisited:  the   promise  and  the  problem.  Trends  in  pharmacological  sciences,  24(7),  346– 54.  doi:10.1016/S0165-­‐6147(03)00167-­‐6   Kobayashi,  Y.,  &  Amaral,  D.  G.  (2003).  Macaque  monkey  retrosplenial  cortex:  II.   Cortical  afferents.  The  Journal  of  comparative  neurology,  466(1),  48–79.   doi:10.1002/cne.10883   Köhler,  C.,  Radesäter,  a  C.,  Lang,  W.,  &  Chan-­‐Palay,  V.  (1986).  Distribution  of   serotonin-­‐1A  receptors  in  the  monkey  and  the  postmortem  human   hippocampal  region.  A  quantitative  autoradiographic  study  using  the   selective  agonist  [3H]8-­‐OH-­‐DPAT.  Neuroscience  letters,  72(1),  43–8.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2949167   Kurrasch-­‐Orbaugh,  D.  M.,  Parrish,  J.  C.,  Watts,  V.  J.,  &  Nichols,  D.  E.  (2003).  A   complex  signaling  cascade  links  the  serotonin  2A  receptor  to  phospholipase   A  2  activation :  the  involvement  of  MAP  kinases.  Journal  of  Neurochemistry,   (86),  980–991.  doi:10.1046/j.1471-­‐4159.2003.01921.x   Kurrasch-­‐Orbaugh,  D.  M.,  Watts,  V.  J.,  Barker,  E.  L.,  &  Nichols,  D.  E.  (2003).   Serotonin  5-­‐hydroxytryptamine  2A  receptor-­‐coupled  phospholipase  C  and   phospholipase  A2  signaling  pathways  have  different  receptor  reserves.  The   Journal  of  pharmacology  and  experimental  therapeutics,  304(1),  229–37.   doi:10.1124/jpet.102.042184   Laxton,  A.  W.,  Tang-­‐Wai,  D.  F.,  McAndrews,  M.  P.,  Zumsteg,  D.,  Wennberg,  R.,   Keren,  R.,  …  Lozano,  A.  M.  (2010).  A  phase  I  trial  of  deep  brain  stimulation  of   memory  circuits  in  Alzheimer’s  disease.  Annals  of  neurology,  68(4),  521–34.   doi:10.1002/ana.22089  

 

41  

Lee,  A.  C.  H.,  Buckley,  M.  J.,  Pegman,  S.  J.,  Spiers,  H.,  Scahill,  V.  L.,  Gaffan,  D.,  …   Graham,  K.  S.  (2005).  Specialization  in  the  medial  temporal  lobe  for   processing  of  objects  and  scenes.  Hippocampus,  15(6),  782–97.   doi:10.1002/hipo.20101   Lee,  M.,  &  Shlain,  B.  (1992).  Acid  dreams :  the  complete  social  history  of  LSD :  the   CIA,  the  sixties,  and  beyond.  New  York,  NY:  Grove  Weidenfeld.  Retrieved  from   http://www.worldcat.org/title/acid-­‐dreams-­‐the-­‐complete-­‐social-­‐history-­‐ of-­‐lsd-­‐the-­‐cia-­‐the-­‐sixties-­‐and-­‐beyond/oclc/25281992&referer=brief_results   Letcher,  A.  (2007).  Shroom :  the  cultural  history  of  the  magic  mushroom.  London:   Faber  &  Faber.     Liechti,  M  E,  Saur,  M.  R.,  Gamma,  a,  Hell,  D.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2000).   Psychological  and  physiological  effects  of  MDMA  (“Ecstasy”)  after   pretreatment  with  the  5-­‐HT(2)  antagonist  ketanserin  in  healthy  humans.   Neuropsychopharmacology :  official  publication  of  the  American  College  of   Neuropsychopharmacology,  23(4),  396–404.  doi:10.1016/S0893-­‐ 133X(00)00126-­‐3   Liechti,  Matthias  E.,  Gamma,  A.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2001).  Gender  differences   in  the  subjective  effects  of  MDMA.  Psychopharmacology,  154(2),  161–8.   doi:10.1007/s002130000648   Liechti,  Matthias  E.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2001).  Which  neuroreceptors  mediate   the  subjective  effects  of  MDMA  in  humans?  A  summary  of  mechanistic   studies.  Human  psychopharmacology,  16(8),  589–598.  doi:10.1002/hup.348   MacLean,  K.  A.,  Johnson,  M.  W.,  &  Griffiths,  R.  R.  (2011).  Mystical  experiences   occasioned  by  the  hallucinogen  psilocybin  lead  to  increases  in  the   personality  domain  of  openness.  Journal  of  psychopharmacology  (Oxford,   England),  25(11),  1453–61.  doi:10.1177/0269881111420188   Maguire,  E.  A,  Spiers,  H.  J.,  Good,  C.  D.,  Hartley,  T.,  Frackowiak,  R.  S.  J.,  &  Burgess,   N.  (2003).  Navigation  expertise  and  the  human  hippocampus:  a  structural   brain  imaging  analysis.  Hippocampus,  13(2),  250–9.   doi:10.1002/hipo.10087   Mazoyer,  B.,  Zago,  L.,  Mellet,  E.,  Bricogne,  S.,  Etard,  O.,  Houdé,  O.,  …  Tzourio-­‐ Mazoyer,  N.  (2001).  Cortical  networks  for  working  memory  and  executive   functions  sustain  the  conscious  resting  state  in  man.  Brain  research  bulletin,   54(3),  287–98.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11287133   Mithoefer,  M.  C.,  Wagner,  M.  T.,  Mithoefer,  A.  T.,  Jerome,  L.,  &  Doblin,  R.  (2011).   The  safety  and  efficacy  of  {+/-­‐}3,4-­‐methylenedioxymethamphetamine-­‐ assisted  psychotherapy  in  subjects  with  chronic,  treatment-­‐resistant   posttraumatic  stress  disorder:  the  first  randomized  controlled  pilot  study.  

 

42  

Journal  of  psychopharmacology  (Oxford,  England),  25(4),  439–52.   doi:10.1177/0269881110378371   Mithoefer,  M.  C.,  Wagner,  M.  T.,  Mithoefer,  A.  T.,  Jerome,  L.,  Martin,  S.  F.,  Yazar-­‐ Klosinski,  B.,  …  Doblin,  R.  (2013).  Durability  of  improvement  in  post-­‐ traumatic  stress  disorder  symptoms  and  absence  of  harmful  effects  or  drug   dependency  after  3,4-­‐methylenedioxymethamphetamine-­‐assisted   psychotherapy:  a  prospective  long-­‐term  follow-­‐up  study.  Journal  of   psychopharmacology  (Oxford,  England),  27(1),  28–39.   doi:10.1177/0269881112456611   Monroe,  R.  R.,  Heath,  R.  G.,  Mickle,  W.  A.,  &  Llewellyn,  R.  C.  (1957).  Correlation  of   rhinencephalic  electrograms  with  behavior:  A  Study  of  Humans  Under  the   Influence  of  LSD  and  Mescaline.  Electroencephalography  and  Clinical   Neurophysiology,  9(4),  623–642.  doi:10.1016/0013-­‐4694(57)90084-­‐6   Moreno,  F.  A,  Wiegand,  C.  B.,  Taitano,  E.  K.,  &  Delgado,  P.  L.  (2006).  Safety,   tolerability,  and  efficacy  of  psilocybin  in  9  patients  with  obsessive-­‐ compulsive  disorder.  The  Journal  of  clinical  psychiatry,  67(11),  1735–40.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17196053   Moser,  E.  I.,  Kropff,  E.,  &  Moser,  M.-­‐B.  (2008).  Place  cells,  grid  cells,  and  the   brain’s  spatial  representation  system.  Annual  review  of  neuroscience,  31,  69– 89.  doi:10.1146/annurev.neuro.31.061307.090723   Murphy,  K.,  Birn,  R.  M.,  Handwerker,  D.  a,  Jones,  T.  B.,  &  Bandettini,  P.  a.  (2009).   The  impact  of  global  signal  regression  on  resting  state  correlations:  are  anti-­‐ correlated  networks  introduced?  NeuroImage,  44(3),  893–905.   doi:10.1016/j.neuroimage.2008.09.036   Nichols,  D  E,  Hoffman,  A.  J.,  Oberlender,  R.  A.,  Jacob,  P.,  &  Shulgin,  A.  T.  (1986).   Derivatives  of  1-­‐(1,3-­‐benzodioxol-­‐5-­‐yl)-­‐2-­‐butanamine:  representatives  of  a   novel  therapeutic  class.  Journal  of  medicinal  chemistry,  29(10),  2009–15.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3761319   Nichols,  D.  E.  (2004).  Hallucinogens.  Pharmacology  &  therapeutics,  101(2),  131– 81.  doi:10.1016/j.pharmthera.2003.11.002   Nichols,  D.  E.  (1986).  Differences  Between  the  Mechanism  of  Action  of  MDMA,   MBDB,  and  the  Classic  Hallucinogens.  Identification  of  a  New  Therapeutic   Class:  Entactogens.  Journal  of  Psychoactive  Drugs,  18(4),  305–313.   doi:10.1080/02791072.1986.10472362   Nutt,  D.  J.,  King,  L.  A,  &  Nichols,  D.  E.  (2013).  Effects  of  Schedule  I  drug  laws  on   neuroscience  research  and  treatment  innovation.  Nature  reviews.   Neuroscience,  14(8),  577–85.  doi:10.1038/nrn3530  

 

43  

O’Keefe,  J.,  &  Dostrovsky,  J.  (1971).  The  hippocampus  as  a  spatial  map.   Preliminary  evidence  from  unit  activity  in  the  freely-­‐moving  rat.  Brain   Research,  34(1),  171–175.  doi:10.1016/0006-­‐8993(71)90358-­‐1   Ott,  J.  (1993).  Pharmacotheon:  Entheogenic  Drugs,  Their  Plant  Sources  and   History.  Kennewick,  WA:  Natural  Products  Co.   Qin,  P.,  &  Northoff,  G.  (2011).  How  is  our  self  related  to  midline  regions  and  the   default-­‐mode  network?  NeuroImage,  57(3),  1221–33.   doi:10.1016/j.neuroimage.2011.05.028   Quednow,  B.  B.,  Kometer,  M.,  Geyer,  M.  a,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2012).   Psilocybin-­‐induced  deficits  in  automatic  and  controlled  inhibition  are   attenuated  by  ketanserin  in  healthy  human  volunteers.   Neuropsychopharmacology :  official  publication  of  the  American  College  of   Neuropsychopharmacology,  37(3),  630–40.  doi:10.1038/npp.2011.228   Raichle,  M.  E.,  MacLeod,  a  M.,  Snyder,  a  Z.,  Powers,  W.  J.,  Gusnard,  D.  a,  &  Shulman,   G.  L.  (2001).  A  default  mode  of  brain  function.  Proceedings  of  the  National   Academy  of  Sciences  of  the  United  States  of  America,  98(2),  676–82.   doi:10.1073/pnas.98.2.676   Raichle,  M.  E.,  &  Snyder,  A.  Z.  (2007).  A  default  mode  of  brain  function:  a  brief   history  of  an  evolving  idea.  NeuroImage,  37(4),  1083–90;  discussion  1097–9.   doi:10.1016/j.neuroimage.2007.02.041   Roth,  B.  L.  (2011).  Irving  Page  Lecture:  5-­‐HT(2A)  serotonin  receptor  biology:   interacting  proteins,  kinases  and  paradoxical  regulation.   Neuropharmacology,  61(3),  348–54.   doi:10.1016/j.neuropharm.2011.01.012   Rothman,  R.  B.,  Baumann,  M.  H.,  Dersch,  C.  M.,  Romero,  D.  V,  Rice,  K.  C.,  Carroll,  F.   I.,  &  Partilla,  J.  S.  (2001).  Amphetamine-­‐type  central  nervous  system   stimulants  release  norepinephrine  more  potently  than  they  release   dopamine  and  serotonin.  Synapse  (New  York,  N.Y.),  39(1),  32–41.   doi:10.1002/1098-­‐2396(20010101)39:13.0.CO;2-­‐3   Rudnick,  G.,  &  Wall,  S.  C.  (1992).  The  molecular  mechanism  of  “ecstasy”  [3,4-­‐ methylenedioxy-­‐methamphetamine  (MDMA)]:  serotonin  transporters  are   targets  for  MDMA-­‐induced  serotonin  release.  Proceedings  of  the  National   Academy  of  Sciences  of  the  United  States  of  America,  89(5),  1817–21.   Retrieved  from   http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=48544&tool=p mcentrez&rendertype=abstract   Sard,  H.,  Kumaran,  G.,  Morency,  C.,  Roth,  B.  L.,  Toth,  B.  A.,  He,  P.,  &  Shuster,  L.   (2005).  SAR  of  psilocybin  analogs:  discovery  of  a  selective  5-­‐HT  2C  agonist.   Bioorganic  &  medicinal  chemistry  letters,  15(20),  4555–9.   doi:10.1016/j.bmcl.2005.06.104  

 

44  

Schwarz,  B.  E.,  Sem-­‐Jacobsen,  C.  W.,  &  Petersen,  M.  C.  (1956).  Effects  of  mescaline,   LSD-­‐25,  and  adrenochrome  on  depth  electrograms  in  man.  A.M.A.  archives  of   neurology  and  psychiatry,  75(6),  579–87.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/13325988   Scoville,  W.  B.,  &  Milner,  B.  (1957).  Loss  of  recent  memory  after  bilateral   hippocampal  lesions.  Journal  of  neurology,  neurosurgery,  and  psychiatry,   20(1),  11–21.  Retrieved  from   http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=497229&tool= pmcentrez&rendertype=abstract   Seeley,  W.  W.,  Menon,  V.,  Schatzberg,  A.  F.,  Keller,  J.,  Glover,  G.  H.,  Kenna,  H.,  …   Greicius,  M.  D.  (2007).  Dissociable  intrinsic  connectivity  networks  for   salience  processing  and  executive  control.  The  Journal  of  neuroscience :  the   official  journal  of  the  Society  for  Neuroscience,  27(9),  2349–56.   doi:10.1523/JNEUROSCI.5587-­‐06.2007   Sepulcre,  J.,  Sabuncu,  M.  R.,  Yeo,  T.  B.,  Liu,  H.,  &  Johnson,  K.  a.  (2012).  Stepwise   connectivity  of  the  modal  cortex  reveals  the  multimodal  organization  of  the   human  brain.  The  Journal  of  neuroscience :  the  official  journal  of  the  Society   for  Neuroscience,  32(31),  10649–61.  doi:10.1523/JNEUROSCI.0759-­‐12.2012   Serafetinides,  E.  a.  (1965).  The  EEG  effects  of  LSD-­‐25  in  epileptic  patients  before   and  after  temporal  lobectomy.  Psychopharmacologia,  7(6),  453–60.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5831880   Sessa,  B.  (2011).  Could  MDMA  be  useful  in  the  treatment  of  post-­‐traumatic  stress   disorder?  Progress  in  Neurology  and  Psychiatry,  15(6),  4–7.   doi:10.1002/pnp.216   Shulgin,  A.,  &  Shulgin,  A.  (1992).  Pihkal :  a  chemical  love  story.  Berkeley  CA:   Transform  Press.  s   Shulgin,  A.,  &  Shulgin,  A.  (1997).  Tihkal :  the  continuation.  Berkeley  CA:   Transform  Press.     Shulman,  G.,  Fiez,  J.,  &  Corbetta,  M.  (1997).  Common  blood  flow  changes  across   visual  tasks:  II.  Decreases  in  cerebral  cortex.  Journal  of  Cognitive   Neuroscience,  9(5),  648–663.  Retrieved  from   http://www.mitpressjournals.org/doi/abs/10.1162/jocn.1997.9.5.648   Smith,  S.  M.,  Jenkinson,  M.,  Woolrich,  M.  W.,  Beckmann,  C.  F.,  Behrens,  T.  E.  J.,   Johansen-­‐Berg,  H.,  …  Matthews,  P.  M.  (2004).  Advances  in  functional  and   structural  MR  image  analysis  and  implementation  as  FSL.  NeuroImage,  23   Suppl  1,  S208–19.  doi:10.1016/j.neuroimage.2004.07.051   Spiers,  H.  J.,  Maguire,  E.  a,  &  Burgess,  N.  (2001).  Hippocampal  amnesia.   Neurocase,  7(5),  357–82.  doi:10.1076/neur.7.5.357.16245  

 

45  

Stamets,  P.  (1996).  Psilocybin  mushrooms  of  the  world :  an  identification  guide.   Berkeley    Calif.:  Ten  Speed  Press.  Retrieved  from   http://www.worldcat.org/title/psilocybin-­‐mushrooms-­‐of-­‐the-­‐world-­‐an-­‐ identification-­‐guide/oclc/34514700&referer=brief_results   Stevens,  J.  (1987).  Storming  heaven :  LSD  and  the  American  dream.  New  York:   Atlantic  Monthly  Press.     Stolaroff,  M.  (1997).  The  secret  chief.  Charlotte    NC:  Multidisciplinary  Association   for  Psychedelic  Studies.     Stolaroff,  M.  (2004).  The  secret  chief    revealed.  Sarasota    Fl:  Multidisciplinary   Association  for  Psychedelic  Studies.     Strassman,  R  J.  (1991).  Human  hallucinogenic  drug  research  in  the  United  States:   a  present-­‐day  case  history  and  review  of  the  process.  Journal  of  psychoactive   drugs,  23(1),  29–38.  Retrieved  from   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1941365   Strassman,  Rick  J.  (1996).  Human  psychopharmacology  of  N,N-­‐ dimethyltryptamine.  Behavioural  brain  research,  73(1-­‐2),  121–4.  Retrieved   from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8788488   Studerus,  E.,  Kometer,  M.,  Hasler,  F.,  &  Vollenweider,  F.  X.  (2011).  Acute,  subacute   and  long-­‐term  subjective  effects  of  psilocybin  in  healthy  humans:  a  pooled   analysis  of  experimental  studies.  Journal  of  psychopharmacology  (Oxford,   England),  25(11),  1434–52.  doi:10.1177/0269881110382466   Tsodyks,  M.  (1999).  Attractor  neural  network  models  of  spatial  maps  in   hippocampus.  Hippocampus,  9(4),  481–9.  doi:10.1002/(SICI)1098-­‐ 1063(1999)9:43.0.CO;2-­‐S   Tulving,  E.,  &  Markowitsch,  H.  J.  (1998).  Episodic  and  declarative  memory:  role  of   the  hippocampus.  Hippocampus,  8(3),  198–204.  doi:10.1002/(SICI)1098-­‐ 1063(1998)8:33.0.CO;2-­‐G   Urban,  J.  D.,  Clarke,  W.  P.,  Zastrow,  M.  Von,  Nichols,  D.  E.,  Kobilka,  B.,  Weinstein,   H.,  …  Mailman,  R.  B.  (2007).  Functional  Selectivity  and  Classical  Concepts  of   Quantitative  Pharmacology,  320(1),  1–13.   doi:10.1124/jpet.106.104463.Receptor   Van  Wel,  J.  H.  P.,  Kuypers,  K.  P.  C.,  Theunissen,  E.  L.,  Bosker,  W.  M.,  Bakker,  K.,  &   Ramaekers,  J.  G.  (2012).  Effects  of  Acute  MDMA  Intoxication  on  Mood  and   Impulsivity:  Role  of  the  5-­‐HT2  and  5-­‐HT1  Receptors.  (J.  E.  Mendelson,   Ed.)PLoS  ONE,  7(7),  e40187.  doi:10.1371/journal.pone.0040187   Vanhaudenhuyse,  A.,  Demertzi,  A.,  Schabus,  M.,  Noirhomme,  Q.,  Bredart,  S.,  Boly,   M.,  …  Laureys,  S.  (2011).  Two  distinct  neuronal  networks  mediate  the  

 

46  

awareness  of  environment  and  of  self.  Journal  of  cognitive  neuroscience,   23(3),  570–8.  doi:10.1162/jocn.2010.21488   Vincent,  J.  L.,  Snyder,  A.  Z.,  Fox,  M.  D.,  Shannon,  B.  J.,  Andrews,  J.  R.,  Raichle,  M.  E.,   &  Buckner,  R.  L.  (2006).  Coherent  spontaneous  activity  identifies  a   hippocampal-­‐parietal  memory  network.  Journal  of  neurophysiology,  96(6),   3517–31.  doi:10.1152/jn.00048.2006   Vollenweider,  F  X,  Leenders,  K.  L.,  Scharfetter,  C.,  Maguire,  P.,  Stadelmann,  O.,  &   Angst,  J.  (1997).  Positron  emission  tomography  and  fluorodeoxyglucose   studies  of  metabolic  hyperfrontality  and  psychopathology  in  the  psilocybin   model  of  psychosis.  Neuropsychopharmacology :  official  publication  of  the   American  College  of  Neuropsychopharmacology,  16(5),  357–72.   doi:10.1016/S0893-­‐133X(96)00246-­‐1   Vollenweider,  Franz  X,  Vollenweider-­‐Scherpenhuyzen,  M.  F.,  Bäbler,  A.,  Vogel,  H.,   &  Hell,  D.  (1998).  Psilocybin  induces  schizophrenia-­‐like  psychosis  in   humans  via  a  serotonin-­‐2  agonist  action.  Neuroreport,  9(17),  3897–902.   Retrieved  from  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9875725   Ward,  A.  M.,  Schultz,  A.  P.,  Huijbers,  W.,  Van  Dijk,  K.  R.  a,  Hedden,  T.,  &  Sperling,  R.   a.  (2013).  The  parahippocampal  gyrus  links  the  default-­‐mode  cortical   network  with  the  medial  temporal  lobe  memory  system.  Human  brain   mapping,  000(November  2012).  doi:10.1002/hbm.22234   Wasson,  R.  G.  (1957).  Seeking  the  Magic  Mushroom.  Life  Magazine,  (15),  109– 120.  Retrieved  from  http://www.imaginaria.org/wasson/life.htm   Wasson,  R.  G.  (1980).  The  wondrous  mushroom :  mycolatry  in  Mesoamerica.  New   York:  McGraw-­‐Hill.     Weber,  E.  T.,  &  Andrade,  R.  (2010).  Htr2a  Gene  and  5-­‐HT(2A)  Receptor   Expression  in  the  Cerebral  Cortex  Studied  Using  Genetically  Modified  Mice.   Frontiers  in  neuroscience,  4(August),  1–12.  doi:10.3389/fnins.2010.00036   Williams,  L.  T.  J.  (1999).  Human  Psychedelic  Research:  A  Historical  And   Sociological  Analysis.  Cambridge,  UK.  Retrieved  from   http://www.maps.org/docs/psyche.html#_ftn13   Woolrich,  M.  W.,  Jbabdi,  S.,  Patenaude,  B.,  Chappell,  M.,  Makni,  S.,  Behrens,  T.,  …   Smith,  S.  M.  (2009).  Bayesian  analysis  of  neuroimaging  data  in  FSL.   NeuroImage,  45(1  Suppl),  S173–86.  doi:10.1016/j.neuroimage.2008.10.055  

 

47