自然界有类蘑菇被人们称之为迷幻蘑菇（hallucinogenic mushrooms）、神奇魔菇或魔菇，就是因为其中含有一种能够使人迷糊的化合物——裸盖菇素（Psilocybin），它会引起人脑进入一种梦幻状态。迷幻蘑菇也被称为裸盖菇或者西洛西宾蕈类（psilocybin mushroom），其中除了含有裸盖菇素迷幻剂之外，还含有脱磷酸裸盖菇素等迷幻物质。这类蘑菇它们在生物属分类上涵盖田头菇属（Agrocybe）、锥盖伞属（Conocybe）、灰斑褶菇属（Copelandia）、盔孢伞属（Galerina）、老伞属（Gerronema）、裸伞属（Gymnopilus）、韧伞属（Hypholoma）、丝盖伞属（Inocybe）、小菇属（Mycena）、斑褶菇属（Panaeolus）、光柄菇属（Pluteus）及裸盖菇属（Psilocybe），总共约190种，其中又以裸盖菇属为大宗。
裸盖菇素是某些特定的迷幻蘑菇物种中所含有的组分，可用于治疗焦虑和抑郁，引起人的大脑活动使人进入梦境。据《科学家》（The Scientist）杂志2014年7月3日报道，德国、英国以及阿根廷的研究人员对裸盖菇素进行了一项合作研究，首次揭示了大脑在迷幻状态下的具体表现，研究结果发表在2014年7月2日的《人脑电图》（Human Brain Mapping）杂志上。
功能磁共振成像(fMRI)揭示大脑迷幻时的“表现”
图1 1988～2014年fMRI相关研究论文的年收录量变化（PubMed）
随着科学技术的发展，人们越来越执著于对客观、确凿的大脑真相的追寻成为可能，功能磁共振成像(fMRI)就是一种非常优秀的大脑成像技术。自20世纪90年代初问世至2007年底，这种技术已出现在1.2万余篇科学论文中，而且这个数字至今还在以30～40篇/周的速度增长。另据PubMed数据库统计结果显示，截止2014年7月中旬，已经有约3.09万篇与fMRI相关的论文，如1995年PubMed数据库的年收录量不足100篇，2005年增加到1250篇，10年时间年收录量增加了12倍多。1993年年收录量只有6篇，10年之后（2003年）增加到1105篇，年收录量增加了183倍；2013年达到3939篇，年收录量约为2003年的3.6倍。1988～2014年7月的fMRI相关研究论文的年收录量变化见图1。人们之所以对其如此重视，是因为比起现有其它大脑功能成像技术，fMRI在“观察活动中的大脑”时，不仅时间分辨率更高，就连空间分辨率也可达到毫米水平。借助fMRI对大脑的研究可扩展至记忆、注意力、决定……。在某些情况下，fMRI技术甚至能够识别研究对象所见到的图像或者阅读的词语。对个人内心世界的这些揭示不禁让人期待在大脑中鉴别谎言这种复杂状态的可能性。
德国、英国这项合作研究就用功能磁共振成像(fMRI)观察大脑在迷幻药作用下的反应。英国伦敦帝国学院（Imperial College London）的神经精神药理学博士后罗宾•卡哈特-哈里斯（Robin Carhart-Harris）在新闻发布会上说:“人们常常描述服用裸盖菇素可以产生一种梦幻状态，我们的研究首次揭示了这种梦幻状态的物理表现。”
在研究中，15位参与者接受注射裸盖菇素，研究者利用fMRI对其大脑活动进行扫描观察。结果发现，在此化合物的影响下,大脑参与情绪和记忆的区域内大脑活性增加，并且这两个不同的区域显示出一致的活动协调性——与做梦期间观察到的模式完全相同。“你可以看到这些区域变得越来越大,更加活跃。就像某人在此找到了音量放大器, 大脑中的这些区域被认为是一种情感系统的一部分,当你看看梦境睡眠期间的大脑时,你会看到相同的亢奋情绪中心。”英国伦敦帝国学院（Imperial College London）的神经精神药理学博士后罗宾•卡哈特-哈里斯（Robin Carhart-Harris）告诉《华盛顿邮报》(The Washington Post)时表示。
此外，参与者受到裸盖菇素的影响，在大脑参与“高级”思考（包括自我意识）的区域，其活动并非同步，而是先后有别，存在差异，也就是说，表现出更低的协调性。总体来看,这些结果似乎验证了大脑思维和自我意识扩张的感觉，这些也是许多服用神奇蘑菇或其他迷幻药之后所报告的结果。有些人甚至将这种情况称为“白日梦（waking dreams）”,现在看来如此描述比任何其它描述可能更合适一些。
发表在《人脑电图》杂志的论文的第一作者、德国歌德大学（Goethe University in Germany）的Enzo Tagliazucchi在新闻发布会上说：“理解大脑是如何工作的一种好方法，那就是以一种新方式来扰乱此系统。迷幻药恰好就是这样的一种药物，因此它也是用来探索当意识发生深刻变化时，大脑究竟发生了什么的强大工具。这是我们第一次使用这些方法来考察脑成像数据,它对迷幻药物究竟在大脑中如何作用给了一些有趣的见解。它确实提供了一个研究感知的窗口。”
LSD及其相关研究
不仅迷幻蘑菇中含有裸盖菇素等迷幻剂，LSD也是已知迷幻剂中药力最强的一种。LSD是麦角酸二乙基酰胺（Lysergic Acid Diethylamide）的德文名称Lysergsäure-diäthylamid的简写。它可以由天然产物麦角中获得，也可以由人工合成。1938年，瑞士化学家艾伯特•霍夫曼（Albert Hofmann）博士，在巴塞尔的桑多兹药物实验室（Sandoz Pharmaceutical Laboratories）进行一个有关麦角碱类复合物的大型研究计划，准备研制一种新型治疗偏头痛药物时，利用黑麦麦角中所含的麦角胺、麦角新碱，首次实现了LSD的人工合成。
LSD是一种无色无嗅无味的液体，属于生物碱类物质。LSD的精神转换效果的发现是在人工合成5年后的1943年，艾伯特•霍夫曼在一次意外中不小心让LSD液体溅到自己手上，透过皮肤吸收了微量的LSD，三刻钟之后艾伯特•霍夫曼逐渐出现头晕症状，并伴有视觉障碍和明显想笑的感觉。一个小时后，他要求他的助手给医生打电话,陪他从实验室回家。在霍夫曼回家途中,他对通向他家的林荫大道都感到陌生，眼前的一切仿佛就像画家萨尔瓦多•达利（Salvador Dali）作品中的一条街道，五彩缤纷；周围的建筑物看上去犹如坐在游乐园的过山车上，一切都扭曲变形，东倒西歪，涟漪不断，……这是艾伯特•霍夫曼首次体验到LSD的迷幻作用。随后霍夫曼怀疑自己的大脑是否永久性损坏，实际上并非如此。
为了证实LSD的精神转换效果，艾伯特•霍夫曼继续在自己的身上进行试验。霍夫曼的不慎偶然发现LSD在极小剂量时即可产生明显而短暂的精神障碍,引起了学者的极大兴趣,并把LSD样症状作为精神分裂症的模型，在医学界产生了一石激起千层浪的震荡效应，并导致在20世纪50年代后，有两位科学家因为与研究心理药理学或者精神药理学（psychopharmacological research）有关问题的突出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。其中之一是瑞士裔的意大利药理学家达尼埃尔•博韦（Daniel Bovet，1907～1992），他的获奖时间是1957年，主要是表彰他在肌肉松弛方面的进展和首次合成抗组胺（antihistamines）的成就；另一位是英国药物学家詹姆斯•布莱克 （James W. Black，1924～2010），他1964年开发了具有阻滞交感神经β受体作用的心得安（propranolol），1972年又开发了阻滞组胺受体的甲腈咪胺，1988年因此与2位美国科学家（Gertrude B. Elion， George H. Hitchings）共同分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。
布莱克发明的心得安，迄今还在被许多患有心脏病的病人所服用。美国心脏病协会主席克莱德•杨西说：“数百万的病人轻松地就得到了β-受体阻滞疗法的帮助。”他表示，β-受体阻滞剂的发现是“少有的几个能拥有‘里程碑’称誉的成就之一”。除此之外，有人认为几乎所有的抗抑郁药物,包括SSRIs和抗精神病药物的开发都是在20世纪50年代,由于对精神药理学研究所导致的结果。
LSD是已知药力最强的迷幻剂，极易为人体所吸收。吸毒者服用该药30~60 min后就出现心跳加速、血压升高、瞳孔放大等反应，2~3 h左右产生幻视、幻听和幻觉，对周围的声音、颜色、气味及其它事物的敏感性畸型增大，对事物的判断力和对自己的控制力下降或消失。此时，在生理上常伴有眩晕、头痛及恶心呕吐等症状。
LSD在肝内代谢，通过肠道排出体外。当药效消失、迷幻期结束后，吸毒者往往会感到严重的忧郁，有些人还会出现幻觉重现的现象。对这种现象的恐惧性反应有时会导致自杀行为。LSD会使服用者产生顽固的心理依赖性，长期服用也会出现药物耐受性以致服用量不断加大。长期或大量服用LSD除了使记忆力受到损害，并出现抽象思维障碍外，还有相当严重的毒副作用，会大量杀伤细胞中的染色体，携带着遗传基因的染色体被大量破坏将导致孕妇的流产或婴儿的先天性畸型。
LSD的一次典型剂量只有100 μg，相当于一粒沙子重量的十分之一。LSD会造成持续6~12 h的感官、感觉、记忆和自我意识的强烈化与变化。另外，LSD通常会产生一些视觉效果，比如会动的几何图形、物体移动的“残迹”以及光辉的色彩等。LSD通常不会产生严格定义下的幻觉，而是一些幻影和生动如白日梦般的幻想。如果集中力比较高的话，则可以造成感觉相连症（synaesthesia）。LSD对氧气、紫外线与氯很敏感，尤其是在液态的时候。纯的LSD无色、无气味，味道是苦的。
直到1966年为止，LSD和裸盖菇素（Psilocybin）都是由桑多兹药物实验室免费提供给有兴趣的科学家。精神病学家使用这些化合物来得到对精神分裂症一个比较好的亲身体验，是一种可以被接受的行为。许多临床实验在研究关于把LSD使用于精神治疗的可能性，普遍都得到非常正面的结果。但是LSD的首度大众娱乐化，是在20世纪50年代期间，流行于一小群心理健康专家如精神病学家和心理学家，还有一些政治和社会上的重要人士之间。当然冷战时代的美国中央情报局，将LSD用在审问和心理控制上。更多信息请参考相关文献。
LSD和神奇蘑菇：导致大脑熵增加
新研究表明，人的大脑在服用药物之后显示出的活动性模式与做梦时的模式是类似的。迷幻药物如LSD和神奇蘑菇(magic mushrooms)可以深刻改变我们体验世界的方式，但究竟在大脑内部发生了什么几乎无从得知。发表在《人脑电图》（Human Brain Mapping）杂志上的新研究，使用注射了裸盖菇素（psilocybin）的志愿者的脑部扫描数据，研究了神奇蘑菇中的迷幻化学成分——裸盖菇素对大脑的影响。研究结果发现,受裸盖菇素的影响，会使更多的原始思维和情感相关的大脑网络变得更加活跃，而且是在人脑网络的几个不同的区域——如海马体（hippocampus）和前扣带皮层（anterior cingulate cortex）区域在同一时间出现活跃。这种活动模式,类似于观察到的人在做梦中的大脑活动模式。相反，那些已经取消了裸盖菇素的志愿者，在与高级思维，包括自我意识相关联的大脑网络中出现了更多的脱节和不协调的活动。
在其它作用于精神的化学物质中，使用者经常描述为“扩展意识（expanded consciousness）”,包括增强关联、生动的想象和梦幻般的状态的化学物质中，迷幻药是独一无二的。为了探索这种经历的生物学基础,研究人员分析了15个志愿者的脑成像数据，首先给志愿者静脉注射裸盖菇素，然后让其躺在功能磁共振成像(fMRI)扫描仪之下。扫描志愿者受裸盖菇素的影响状况,同时与那些注射了安慰剂的志愿者进行比较。英国伦敦帝国理工学院（Imperial College London）实验医学系、神经精神药理学中心的罗宾•卡哈特-哈里斯（Robin Carhart-Harris）博士说，“在这项研究中，我们所做的仅仅是确定以前报道的思维扩张与迷幻药物有关的生物学基础的开始，我很着迷看到在迷幻状态大脑活动模式与人们深睡梦境中的大脑活动模式相似，尤其是当两种情景都涉及到与情感和记忆有关的原始大脑区域。人们通常描述用裸盖菇素作为产生一种梦幻状态，但是我们的研究结果是首次提供了大脑的一种经验的物理表示。”
新研究检查了振幅波动变化，即所谓的血氧水平依赖(BOLD)信号,跟踪大脑的活动水平。这表明重要的大脑网络活动与人的高级思维相连接，在裸盖菇素的作用下，变得不同步和杂乱无章。一个特定的网络,尤其是在大脑中起着核心作用的网络,基本上与其一致,是与我们的自我意识相连接的。相比之下，更原始的大脑网络不同区域的活性在裸盖菇素的作用下变得更加同步，表明它们工作更加协调，声音更加响亮。此网络涉及到与记忆和情绪有关海马区，相关的前扣带脑皮层的处于兴奋状态。
卡哈特-哈里斯博士说道：“迷幻药物的影响下会发生什么是我们研究学习机制的基础，也可以帮助理解它们可能的用途。我们目前正在研究LSD对创造性思维的影响，我们也会观察裸盖菇素可能帮助减轻抑郁症的症状，让患者改变他们严重悲观的思维模式。迷幻药用于治疗目的并非今天才有，早在20世纪50年代和60年代就有,但现在我们终于开始理解它们在大脑内的行动轨迹，对于更好地利用它们有了更加深入的认识。”
伦敦帝国学院最初收集的数据是2012年由卡哈特-哈里斯博士和伦敦帝国学院实验医学系、神经精神药理学中心的大卫•纳特（David Nutt）教授领导的研究小组收集的。初步结果显示大脑中各种变化与药物摄入量有关。为了进一步探索这些数据，卡哈特-哈里斯博士招募了大脑网络数学建模方面的专家, 阿根廷CONICET的Dante Chialvo教授和德国歌德大学神经学系脑成像中心的Enzo Tagliazucchi博士，大家合作共同研究裸盖菇素是如何改变大脑活动，产生不同寻常的心理影响。
由德国、英国以及阿根廷科学家合作开展的这项新研究中，研究者采用了熵（entropy）度量。熵是体系混乱程度的一种衡量指标，在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量之一。虽然熵最早是由德意志帝国物理学家鲁道夫•克劳修斯（Rudolf Clausius，1822～1888）提出，并应用在热力学中。但是后来被美国数学家，信息论创始人克劳德•艾尔伍德•香农（Claude Elwood Shannon，1916～2001）首次将熵的概念引入到信息论之中。英国伦敦帝国学院的研究人员与德国、阿根廷科学家的合作研究过程中，又首次将熵应用于大脑迷幻状态下，不同网络水平的熵计算。结果显示在越是原始的网络体系中，熵的增加愈加明显,这意味着在裸盖菇素的影响下，大脑的活动模式数量的增加是可能的。似乎表明志愿者的大脑状态具有更大范围的潜在可用性,这可能就是迷幻药使用者谈论的“思维扩张（mind expansion）”生物物理表现特征。
先前的研究已经表明，大脑中可能存在一个最佳动态网络活跃数，既不太多也不太少。这可能依据意识的稳定性和灵活性之间的优化平衡，提供了进化优势。大脑的最佳工作是在临界点左右，即在有序与无序之间存在一种平衡，而且是大脑保持动态网络的最佳数时。然而，当数量超过这一点，心灵技巧成为一个更加混乱的政体（regime）有比平时更多的可用网络。总的来说，目前的结果表明，裸盖菇素可以操纵这个关键操作点。
