Summary

Background

 Psilocybin is a serotonin receptor agonist that occurs naturally in some mushroom species. Recent studies have assessed the therapeutic potential of psilocybin for various conditions, including end-of-life anxiety, obsessive-compulsive disorder, and smoking and alcohol dependence, with promising preliminary results. Here, we aimed to investigate the feasibility, safety, and efficacy of psilocybin in patients with unipolar treatment-resistant depression. 

Methods

 In this open-label feasibility trial, 12 patients (six men, six women) with moderate-to-severe, unipolar, treatment-resistant major depression received two oral doses of psilocybin (10 mg and 25 mg, 7 days apart) in a supportive setting. There was no control group. Psychological support was provided before, during, and after each session. The primary outcome measure for feasibility was patient-reported intensity of psilocybin's effects. Patients were monitored for adverse reactions during the dosing sessions and subsequent clinic and remote follow-up. Depressive symptoms were assessed with standard assessments from 1 week to 3 months after treatment, with the 16-item Quick Inventory of Depressive Symptoms (QIDS) serving as the primary efficacy outcome. This trial is registered with ISRCTN, number ISRCTN14426797. 

Findings

 Psilocybin's acute psychedelic effects typically became detectable 30–60 min after dosing, peaked 2–3 h after dosing, and subsided to negligible levels at least 6 h after dosing. Mean self-rated intensity (on a 0–1 scale) was 0·51 (SD 0·36) for the low-dose session and 0·75 (SD 0·27) for the high-dose session. Psilocybin was well tolerated by all of the patients, and no serious or unexpected adverse events occurred. The adverse reactions we noted were transient anxiety during drug onset (all patients), transient confusion or thought disorder (nine patients), mild and transient nausea (four patients), and transient headache (four patients). Relative to baseline, depressive symptoms were markedly reduced 1 week (mean QIDS difference −11·8, 95% CI −9·15 to −14·35, p=0·002, Hedges' g=3·1) and 3 months (−9·2, 95% CI −5·69 to −12·71, p=0·003, Hedges' g=2) after high-dose treatment. Marked and sustained improvements in anxiety and anhedonia were also noted. 

Interpretation

 This study provides preliminary support for the safety and efficacy of psilocybin for treatment-resistant depression and motivates further trials, with more rigorous designs, to better examine the therapeutic potential of this approach. 

Funding

 Medical Research Council.

Psychedelic drugs have a long history of use in healing ceremonies, but despite renewed interest in their therapeutic potential, we continue to know very little about how they work in the brain. Here we used psilocybin, a classic psychedelic found in magic mushrooms, and a task-free functional MRI (fMRI) protocol designed to capture the transition from normal waking consciousness to the psychedelic state. Arterial spin labeling perfusion and blood-oxygen level-dependent (BOLD) fMRI were used to map cerebral blood flow and changes in venous oxygenation before and after intravenous infusions of placebo and psilocybin. Fifteen healthy volunteers were scanned with arterial spin labeling and a separate 15 with BOLD. As predicted, profound changes in consciousness were observed after psilocybin, but surprisingly, only decreases in cerebral blood flow and BOLD signal were seen, and these were maximal in hub regions, such as the thalamus and anterior and posterior cingulate cortex (ACC and PCC). Decreased activity in the ACC/medial prefrontal cortex (mPFC) was a consistent finding and the magnitude of this decrease predicted the intensity of the subjective effects. Based on these results, a seed-based pharmaco-physiological interaction/functional connectivity analysis was performed using a medial prefrontal seed. Psilocybin caused a significant decrease in the positive coupling between the mPFC and PCC. These results strongly imply that the subjective effects of psychedelic drugs are caused by decreased activity and connectivity in the brain's key connector hubs, enabling a state of unconstrained cognition.

Psilocybin may have antidepressant properties, but direct comparisons between psilocybin and established treatments for depression are lacking.

Significance Lysergic acid diethylamide (LSD), the prototypical “psychedelic,” may be unique among psychoactive substances. In the decades that followed its discovery, the magnitude of its effect on science, the arts, and society was unprecedented. LSD produces profound, sometimes life-changing experiences in microgram doses, making it a particularly powerful scientific tool. Here we sought to examine its effects on brain activity, using cutting-edge and complementary neuroimaging techniques in the first modern neuroimaging study of LSD. Results revealed marked changes in brain blood flow, electrical activity, and network communication patterns that correlated strongly with the drug’s hallucinatory and other consciousness-altering properties. These results have implications for the neurobiology of consciousness and for potential applications of LSD in psychological research.

Recent clinical trials are reporting marked improvements in mental health outcomes with psychedelic drug-assisted psychotherapy. Here, we report on safety and efficacy outcomes for up to 6 months in an open-label trial of psilocybin for treatment-resistant depression. Twenty patients (six females) with (mostly) severe, unipolar, treatment-resistant major depression received two oral doses of psilocybin (10 and 25 mg, 7 days apart) in a supportive setting. Depressive symptoms were assessed from 1 week to 6 months post-treatment, with the self-rated QIDS-SR16 as the primary outcome measure. Treatment was generally well tolerated. Relative to baseline, marked reductions in depressive symptoms were observed for the first 5 weeks post-treatment (Cohen’s d = 2.2 at week 1 and 2.3 at week 5, both p < 0.001); nine and four patients met the criteria for response and remission at week 5. Results remained positive at 3 and 6 months (Cohen’s d = 1.5 and 1.4, respectively, both p < 0.001). No patients sought conventional antidepressant treatment within 5 weeks of psilocybin. Reductions in depressive symptoms at 5 weeks were predicted by the quality of the acute psychedelic experience. Although limited conclusions can be drawn about treatment efficacy from open-label trials, tolerability was good, effect sizes large and symptom improvements appeared rapidly after just two psilocybin treatment sessions and remained significant 6 months post-treatment in a treatment-resistant cohort. Psilocybin represents a promising paradigm for unresponsive depression that warrants further research in double-blind randomised control trials.

Introduction: It is a basic principle of the ‘psychedelic’ treatment model that the quality of the acute experience mediates long-term improvements in mental health. In the present paper we sought to test this using data from a clinical trial assessing psilocybin for treatment-resistant depression (TRD). In line with previous reports, we hypothesized that the occurrence and magnitude of Oceanic Boundlessness (OBN) (sharing features with mystical-type experience) and Dread of Ego Dissolution (DED) (similar to anxiety) would predict long-term positive outcomes, whereas sensory perceptual effects would not. Material and Methods: Twenty patients with treatment resistant depression underwent treatment with psilocybin (two separate sessions: 10mg and 25mg psilocybin). The Altered States of Consciousness (ASC) questionnaire was used to assess the quality of experiences in the 25mg psilocybin session. From the ASC, the dimensions OBN and DED were used to measure the mystical-type and challenging experiences, respectively. The Self-Reported Quick Inventory of Depressive Symptoms (QIDS-SR) at 5 weeks served as the endpoint clinical outcome measure, as in later time points some of the subjects had gone on to receive new treatments, thus confounding inferences. In a repeated measure ANOVA, Time was the within-subject factor (independent variable), with QIDS-SR as the within-subject dependent variable in baseline, 1-day, 1-week, 5-weeks. OBN and DED were independent variables. OBN-by-time and DED-by-time interactions were the primary outcomes of interest. Results: For the interaction of OBN and DED with Time (QIDS-SR as dependent variable), the main effect and the effects at each time point compared to baseline were all significant (p = 0.002 and p = 0.003, respectively, for main effects), confirming our main hypothesis. Furthermore, Pearson’s correlation of OBN with QIDS-SR (5 weeks) was specific compared to perceptual dimensions of the ASC (p < 0.05). Discussion: This report further bolsters the view that the quality of the acute psychedelic experience is a key mediator of long-term changes in mental health. More specifically, future therapeutic work with psychedelics may consider investigating ways which enhance mystical-type experience and reduce anxiety, given the growing evidence that this serves the efficacy of the treatment model.

Networks, as efficient representations of complex systems, have appealed to scientists for a long time and now permeate many areas of science, including neuroimaging (Bullmore and Sporns 2009 Nat. Rev. Neurosci. 10 , 186–198. ( doi:10.1038/nrn2618 )). Traditionally, the structure of complex networks has been studied through their statistical properties and metrics concerned with node and link properties, e.g. degree-distribution, node centrality and modularity. Here, we study the characteristics of functional brain networks at the mesoscopic level from a novel perspective that highlights the role of inhomogeneities in the fabric of functional connections. This can be done by focusing on the features of a set of topological objects— homological cycles —associated with the weighted functional network. We leverage the detected topological information to define the homological scaffolds , a new set of objects designed to represent compactly the homological features of the correlation network and simultaneously make their homological properties amenable to networks theoretical methods. As a proof of principle, we apply these tools to compare resting-state functional brain activity in 15 healthy volunteers after intravenous infusion of placebo and psilocybin—the main psychoactive component of magic mushrooms. The results show that the homological structure of the brain's functional patterns undergoes a dramatic change post-psilocybin, characterized by the appearance of many transient structures of low stability and of a small number of persistent ones that are not observed in the case of placebo.

Psilocybin is being studied for use in treatment-resistant depression.In this phase 2 double-blind trial, we randomly assigned adults with treatment-resistant depression to receive a single dose of a proprietary, synthetic formulation of psilocybin at a dose of 25 mg, 10 mg, or 1 mg (control), along with psychological support. The primary end point was the change from baseline to week 3 in the total score on the Montgomery-Åsberg Depression Rating Scale (MADRS; range, 0 to 60, with higher scores indicating more severe depression). Secondary end points included response at week 3 (≥50% decrease from baseline in the MADRS total score), remission at week 3 (MADRS total score ≤10), and sustained response at 12 weeks (meeting response criteria at week 3 and all subsequent visits).A total of 79 participants were in the 25-mg group, 75 in the 10-mg group, and 79 in the 1-mg group. The mean MADRS total score at baseline was 32 or 33 in each group. Least-squares mean changes from baseline to week 3 in the score were -12.0 for 25 mg, -7.9 for 10 mg, and -5.4 for 1 mg; the difference between the 25-mg group and 1-mg group was -6.6 (95% confidence interval [CI], -10.2 to -2.9; P<0.001) and between the 10-mg group and 1-mg group was -2.5 (95% CI, -6.2 to 1.2; P = 0.18). In the 25-mg group, the incidences of response and remission at 3 weeks, but not sustained response at 12 weeks, were generally supportive of the primary results. Adverse events occurred in 179 of 233 participants (77%) and included headache, nausea, and dizziness. Suicidal ideation or behavior or self-injury occurred in all dose groups.In this phase 2 trial involving participants with treatment-resistant depression, psilocybin at a single dose of 25 mg, but not 10 mg, reduced depression scores significantly more than a 1-mg dose over a period of 3 weeks but was associated with adverse effects. Larger and longer trials, including comparison with existing treatments, are required to determine the efficacy and safety of psilocybin for this disorder. (Funded by COMPASS Pathfinder; EudraCT number, 2017-003288-36; ClinicalTrials.gov number, NCT03775200.).

Abstract Psilocybin with psychological support is showing promise as a treatment model in psychiatry but its therapeutic mechanisms are poorly understood. Here, cerebral blood flow (CBF) and blood oxygen-level dependent (BOLD) resting-state functional connectivity (RSFC) were measured with functional magnetic resonance imaging (fMRI) before and after treatment with psilocybin (serotonin agonist) for treatment-resistant depression (TRD). Quality pre and post treatment fMRI data were collected from 16 of 19 patients. Decreased depressive symptoms were observed in all 19 patients at 1-week post-treatment and 47% met criteria for response at 5 weeks. Whole-brain analyses revealed post-treatment decreases in CBF in the temporal cortex, including the amygdala. Decreased amygdala CBF correlated with reduced depressive symptoms. Focusing on a priori selected circuitry for RSFC analyses, increased RSFC was observed within the default-mode network (DMN) post-treatment. Increased ventromedial prefrontal cortex-bilateral inferior lateral parietal cortex RSFC was predictive of treatment response at 5-weeks, as was decreased parahippocampal-prefrontal cortex RSFC. These data fill an important knowledge gap regarding the post-treatment brain effects of psilocybin, and are the first in depressed patients. The post-treatment brain changes are different to previously observed acute effects of psilocybin and other ‘psychedelics’ yet were related to clinical outcomes. A ‘reset’ therapeutic mechanism is proposed.

Summary

 Lysergic acid diethylamide (LSD) is a non-selective serotonin-receptor agonist that was first synthesized in 1938 and identified as (potently) psychoactive in 1943. Psychedelics have been used by indigenous cultures for millennia [1]; however, because of LSD's unique potency and the timing of its discovery (coinciding with a period of major discovery in psychopharmacology), it is generally regarded as the quintessential contemporary psychedelic [2]. LSD has profound modulatory effects on consciousness and was used extensively in psychological research and psychiatric practice in the 1950s and 1960s [3]. In spite of this, however, there have been no modern human imaging studies of its acute effects on the brain. Here we studied the effects of LSD on intrinsic functional connectivity within the human brain using fMRI. High-level association cortices (partially overlapping with the default-mode, salience, and frontoparietal attention networks) and the thalamus showed increased global connectivity under the drug. The cortical areas showing increased global connectivity overlapped significantly with a map of serotonin 2A (5-HT_2A) receptor densities (the key site of action of psychedelic drugs [4]). LSD also increased global integration by inflating the level of communication between normally distinct brain networks. The increase in global connectivity observed under LSD correlated with subjective reports of "ego dissolution." The present results provide the first evidence that LSD selectively expands global connectivity in the brain, compromising the brain's modular and "rich-club" organization and, simultaneously, the perceptual boundaries between the self and the environment.