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你不能不知道的大腦傳奇青少年心理健康現(xiàn)狀故事

更新日期:2021-09-21 05:49:17  來(lái)源:m.tokeny.cn

導(dǎo)讀來(lái)源:機(jī)器之心本文選自《紐約客》,作者johncolapinto,重磅文字介紹發(fā)明光遺傳學(xué)的科學(xué)奇才karldeisseroth。壹個(gè)周伍的早上,60歲的sally女士如約來(lái)到斯坦福大學(xué)生物技術(shù)系的精神病學(xué)家兼神經(jīng)科學(xué)家karldeisseroth處就診。sally女士從小就患有重度抑郁,嘗試過(guò)各種常規(guī)療法——心理咨詢、藥物、甚至電擊療法,但無(wú)壹奏效。7年前,她被介...

來(lái)源:機(jī)器之心

本文選自《紐約客》,作者johncolapinto,重磅文字介紹發(fā)明光遺傳學(xué)的科學(xué)奇才karldeisseroth。

壹個(gè)周伍的早上,60歲的sally女士如約來(lái)到斯坦福大學(xué)生物技術(shù)系的精神病學(xué)家兼神經(jīng)科學(xué)家karldeisseroth處就診。sally女士從小就患有重度抑郁,嘗試過(guò)各種常規(guī)療法——心理咨詢、藥物、甚至電擊療法,但無(wú)壹奏效。7年前,她被介紹給deisseroth。deisseroth采用非常規(guī)藥物和腦刺激相結(jié)合的方法來(lái)治療自閉癥和重度抑郁。并且,他只接收其它療法都不見(jiàn)效的患者。

根據(jù)deisseroth的建議,外科醫(yī)生在sally的鎖骨下植入了壹個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的小東西,按固定頻率向迷走神經(jīng)發(fā)送壹陣陣電流。迷走神經(jīng)把信號(hào)傳遞給大腦深處的壹個(gè)結(jié)構(gòu),那里被醫(yī)生認(rèn)為是調(diào)控情緒的地方。這種迷走神經(jīng)刺激(vns,vagus-nervestimulation)的方法本來(lái)用于治療癲癇,現(xiàn)在已經(jīng)得到美國(guó)食品藥品監(jiān)管局(fda)的許可,可以用于sally所患的這類難治性抑郁癥。但是,它起效的作用機(jī)制尚不清楚。sally說(shuō),vns改變了她的生活,除了有少許時(shí)間情緒壹落千丈外,只經(jīng)歷了幾次「小消沉」。

sally坐到deisseroth對(duì)面時(shí),似乎正在經(jīng)歷這樣壹次「消沉」。

「實(shí)在發(fā)生了太多事,」她說(shuō)。最近,她遭遇了壹次暈厥,她的醫(yī)生認(rèn)為可能跟血壓下降有關(guān),她只好極不情愿地決定不再開(kāi)車,直到弄明白到底是怎么回事為止。而且她走路也有困難;她已經(jīng)把膝蓋手術(shù)排上了日程,但手術(shù)令她害怕。

「嗯,確實(shí)有很多事需要考慮?!筪eissoroth說(shuō),輕輕地,但是語(yǔ)調(diào)積極,試圖扭轉(zhuǎn)sally的低落情緒?!秆獕翰皇翘貏e低,」他瀏覽著她的報(bào)告說(shuō),「所以,并沒(méi)有我之前想的那么嚴(yán)重啦?!拐劦絪ally暫時(shí)不開(kāi)車的決定,他說(shuō):「在弄清楚情況前,做這個(gè)決定是明智的?!顾盅a(bǔ)充道:「你也還在參與社交活動(dòng),我覺(jué)得這非常重要?!?/p>

sally沒(méi)能平復(fù)。她說(shuō):「情緒低落,像螺旋形壹樣直墜谷底。」她還提到自己的失眠、噩夢(mèng)和食欲不振。

「沒(méi)有自殺的想法吧?」他問(wèn)道。

「嗯,沒(méi)有,」她說(shuō)。突然,她急切地提出了增大vns電流的要求:「拜托了,可以增加到到1.5嗎?」她壹直在接受1.2毫安的電流,每5分鐘刺激30秒,但現(xiàn)在這個(gè)量已不再讓人感覺(jué)到效果了。

討論壹會(huì)兒后,deisseroth說(shuō):「你對(duì)這個(gè)裝置很耐受,我想我們可以提高壹點(diǎn)點(diǎn)?!?/p>

他遞給sally壹個(gè)程序棒,有點(diǎn)像游戲機(jī)wii的手柄。她把寬平的壹端對(duì)準(zhǔn)左側(cè)鎖骨,放在植入裝置上。deisseroth則從桌上拿起壹個(gè)手機(jī)似的東西,像輸入短信壹樣點(diǎn)擊著屏幕——這是程序棒的控制器。隨后,程序棒發(fā)出輕微的顫聲。sally說(shuō),「我能感覺(jué)到它?!?/p>

「不過(guò)這次你并沒(méi)有咳嗽,這很好?!顾f(shuō)。

除了容易帶來(lái)咽喉的問(wèn)題,vns還有其它副作用。比如說(shuō),它可能會(huì)激活目標(biāo)區(qū)域以外的細(xì)胞,從而影響認(rèn)知。因此,在提高了電壓以后,deisseroth開(kāi)始詢問(wèn)sally壹些問(wèn)題,來(lái)考察她的認(rèn)知,比如當(dāng)天的日期以及就診路上經(jīng)過(guò)了哪些小鎮(zhèn),再讓她從100開(kāi)始7個(gè)7個(gè)地倒數(shù)。她都做到了?!负芎?,認(rèn)知沒(méi)問(wèn)題?!顾f(shuō)。

短短幾分鐘之后,sally就經(jīng)歷了明顯的改變。她舒展了眉頭,面帶微笑,開(kāi)始聊去年圣誕假期的開(kāi)心事,以及她最近在youttube上看到的關(guān)于deisseroth的視頻。她興奮地說(shuō):「6月在nih(美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院)的時(shí)候,你在講臺(tái)上的表現(xiàn),哇!簡(jiǎn)直棒極了!」直到電擊結(jié)束,deisseroth把她送到外面的候診區(qū),微笑都壹直掛在她的臉上。

事后,deisseroth告訴我,sally的反應(yīng)很好地證明了vns療法的有效性,同時(shí)也為他的另壹部分工作——神經(jīng)科學(xué)提供了意義非凡的洞察。他說(shuō):「當(dāng)我坐在病人面前聽(tīng)他們講述自己的感受時(shí),我的注意力非常集中。這是我的假說(shuō)和思想的源泉?!?/p>

43歲的deisseroth喜歡穿著平常的體恤衫、牛仔褲和磨砂皮夾克,開(kāi)著撞了幾個(gè)凹坑的灰色雪佛蘭皮卡,所以很容易被誤認(rèn)為是有點(diǎn)邋遢的創(chuàng)意寫(xiě)作教授。他曾作為實(shí)習(xí)醫(yī)生首次遇到精神分裂癥病人的時(shí)候,deisseroth筆下那人的胡言亂語(yǔ)是「精神病院里的芬尼根守靈夜」,這種「受難獨(dú)語(yǔ)」同時(shí)觸發(fā)了「科學(xué)和藝術(shù),貳者不可分離地融合為壹個(gè)念頭,就好像在聽(tīng)杰拉德·曼利·霍普金斯(gerardmanleyhopkins)的詩(shī)歌,只不過(guò)這些詩(shī)歌的主題全都換成了神經(jīng)生物學(xué)。」

deisseroth出生于波士頓,叁年級(jí)的時(shí)候,老師讓全班同學(xué)每人選壹首詩(shī)背誦。deisseroth打開(kāi)他的詩(shī)選,隨便看了壹下《未選擇的路》(譯注:robertfrost作品),然后舉起了手。老師說(shuō)你得先記住這首詩(shī)才行,他說(shuō)已經(jīng)記住了,然后背了出來(lái)。老師難以置信,那節(jié)課剩下的時(shí)間里都在讓他快速看詩(shī)然后背誦。deisseroth說(shuō):「變得像馬戲團(tuán)表演了?!?/p>

16歲時(shí),deisseroth高中畢業(yè),得到了壹份哈佛的獎(jiǎng)學(xué)金,打算主修創(chuàng)意寫(xiě)作。但是最后他拿到了生物化學(xué)學(xué)位,20歲時(shí)被斯坦福大學(xué)的醫(yī)學(xué)和哲學(xué)雙料博士項(xiàng)目錄取。他想要更好地了解人類本性,于是決定攻讀神經(jīng)科學(xué)的博士?!肝业哪繕?biāo)并不是每秒每條通路上能夠傳遞多少比特的信息,而是情感從何而來(lái)?人為何會(huì)被言語(yǔ)鼓舞?想象力是怎么回事?——這可能是受文學(xué)的影響?!?/p>

在攻讀博士期間,他研究了神經(jīng)元突觸活動(dòng)傳遞到細(xì)胞核、從而影響基因表達(dá)的機(jī)制。1998年,deisseroth完成了學(xué)位論文,后來(lái)又在《神經(jīng)元》(neuron)和《自然》(nature)上發(fā)表了壹系列文章。

deisseroth最初打算成為壹名神經(jīng)外科醫(yī)生,但在精神科壹次為期4周的義務(wù)輪班后,他改變了主意。他的第壹個(gè)病人患有分裂情感性障礙,在他的短篇小說(shuō)中,他把這個(gè)人的言談與《芬尼根守靈夜》相提并論。deisseroth為他開(kāi)了強(qiáng)效的抗精神病藥物和心境情緒穩(wěn)定藥物,但那個(gè)病人的病情仍然沒(méi)有好轉(zhuǎn),根本無(wú)法離開(kāi)精神科病房。deisseroth感到失望,但又被迷住了?!甘俏粗鹱×宋?,」他說(shuō)。「我看清了那壹線理解的曙光究竟將出現(xiàn)在多遠(yuǎn)之外的地平線。」

在實(shí)習(xí)期間,他費(fèi)盡心力想?yún)f(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)室研究和他病房里的病人。malenka回憶道:「他會(huì)花壹整天探視病人,然后沖回我的實(shí)驗(yàn)室,花4到5個(gè)小時(shí)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)?!咕癫W(xué)對(duì)疑難雜癥的觀點(diǎn)讓他感到沮喪——譬如重度抑郁癥、精神分裂癥和自閉癥等,因?yàn)檫@些看法其實(shí)都受制于大腦機(jī)制研究的不足。

1979年,franciscrick在《科學(xué)美國(guó)人》發(fā)表了壹篇文章,提出了他對(duì)腦科學(xué)前景的期望。多年來(lái),deisseroth壹直在考慮利用視蛋白來(lái)使活體動(dòng)物的神經(jīng)元具有光敏感性。

2004年夏天,deisseroth在斯坦福大學(xué)開(kāi)設(shè)了自己的實(shí)驗(yàn)室,并聘用了壹名出色的博士生。這位博士生名叫張峰,早年曾在壹個(gè)基因療法實(shí)驗(yàn)室工作過(guò)。把藻類視蛋白引入腦細(xì)胞是壹項(xiàng)精細(xì)的工作,而張峰似乎就是這項(xiàng)工作的理想人選。

deisseroth和他的同事面臨著壹系列的挑戰(zhàn)。他們費(fèi)了很多功夫把視蛋白標(biāo)的在特定的腦細(xì)胞上——比如說(shuō),那些和睡眠、記憶或焦慮有關(guān)的細(xì)胞。最終,他們?cè)O(shè)計(jì)了壹種方法,可以把壹小個(gè)dna片段附著在視蛋白上。接下來(lái),他們需要找到把閃光傳送至大腦深處的途徑,于是決定采用連接有激光貳極管的光纖導(dǎo)線。2005年底,他們開(kāi)始初步試驗(yàn),以測(cè)試這種方法是否能控制小鼠的行為。他們的第壹個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及和睡眠有關(guān)的區(qū)域——下丘腦中的細(xì)胞。他們誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物入睡后,在他們的大腦深處閃爍藍(lán)光,然后小鼠們就醒了——至少在某種程度上算醒了。張峰說(shuō):「那是壹種非常不起眼的變化,動(dòng)物們會(huì)抽搐壹下,然后又沉入睡眠。」他們本來(lái)期待的是鮮明強(qiáng)烈的反應(yīng),這差距也太遠(yuǎn)了。

2009年春天,deisseroth的研究生vivianagradinaru發(fā)表了壹篇論文,用光遺傳學(xué)來(lái)操控嚙齒類動(dòng)物,從而精確地確定了與帕金森病有關(guān)的神經(jīng)連結(jié)。不久以后,張峰也參與了發(fā)表在《科學(xué)》雜志的壹篇論文,論文研究了高度特異性的多巴胺神經(jīng)細(xì)胞在獎(jiǎng)賞感覺(jué)中所扮演的角色,這對(duì)藥物上癮的研究有著特殊的重要性。他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上發(fā)表的兩篇論文則顯示了細(xì)胞在精神分裂癥和自閉癥相關(guān)的腦活動(dòng)中所扮演的角色。這些論文,壹篇又壹篇,發(fā)表速度極快?!高@正是人們所需要的,」deisseroth告訴我,「它引領(lǐng)著整個(gè)世界?!?/p>

garylynch是加州大學(xué)爾灣分校的精神病學(xué)及人類學(xué)教授,也是研究記憶的專家。他說(shuō),光遺傳學(xué)現(xiàn)已成為神經(jīng)科學(xué)不可或缺的工具?!杆顝?qiáng)大的能力是,讓你能夠在壹堆種類混雜的神經(jīng)細(xì)胞中,準(zhǔn)確地刺激到你想要的類型」——比如說(shuō),在杏仁核中的某些部位,負(fù)責(zé)情緒、記憶和社交的神經(jīng)全都混在壹起。因此,過(guò)去的杏仁核實(shí)驗(yàn)存在很多問(wèn)題。lynch說(shuō):「當(dāng)你用電極刺激它時(shí),你確實(shí)會(huì)獲得壹些結(jié)果,但是你并不知道這是哪種神經(jīng)產(chǎn)生的結(jié)果?!?/p>

在近期的壹個(gè)實(shí)驗(yàn)中,deisseroth研究了抑郁癥的壹個(gè)主要癥狀——無(wú)法從曾經(jīng)喜歡的活動(dòng)中獲得愉悅。比如說(shuō),比起普通水,老鼠更喜歡糖水,但是經(jīng)過(guò)幾星期deisseroth稱之為「溫和無(wú)痛的緊張」?fàn)顟B(tài)之后,它們不再關(guān)心自己喝的是什么水。通過(guò)檢測(cè)它們大腦中的通路,deisseroth追溯到了與它們的漠不關(guān)心有關(guān)的神經(jīng)連結(jié),并分離出了相關(guān)的細(xì)胞和連結(jié)。由于我們和老鼠在這些通路上擁有許多相同的蛋白標(biāo)志物,針對(duì)這些神經(jīng)回路的藥物有望消除壹些之前難以緩解的癥狀?!高@是臨床精神病學(xué)的必然方向——把治療更多地聚焦于癥狀上?!筪eisseroth對(duì)我說(shuō)。許多精神病學(xué)家希望,未來(lái)的藥物能從緩解所有癥狀的萬(wàn)能藥(如百憂解)轉(zhuǎn)向針對(duì)不同失調(diào)癥均會(huì)出現(xiàn)的具體癥狀,比如焦慮。他說(shuō):「病人的病究竟屬于什么類型,這其實(shí)不重要。重要的是,癥狀是什么,有什么藥物能夠幫助緩解這些癥狀?」

deisseroth也在臨床實(shí)踐中把他從光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲得的知識(shí)應(yīng)用到病人身上。在近期的壹次治療中,他遇見(jiàn)了壹位高挑、儒雅、70多歲的男士,他患有重度抑郁,并伴隨有帕金森癥。且稱他為henry。當(dāng)deisseroth診治henry的時(shí)候,他想到了他的小鼠實(shí)驗(yàn)——該實(shí)驗(yàn)顯示類似抑郁的狀態(tài)與缺乏多巴胺神經(jīng)元有關(guān)。壹年前,他給henry開(kāi)了壹種針對(duì)多巴胺系統(tǒng)的藥片。他告訴我:「只針對(duì)多巴胺系統(tǒng)的藥物很少用于抑郁癥,但是對(duì)他的效果非常好。」在治療中,henry描述了壹個(gè)很顯著的改善。在用藥之前,他已經(jīng)無(wú)法下定決心在房間里踱步;但最近的每個(gè)早上,他都有做拉伸運(yùn)動(dòng)。他告訴deisseroth:「我再也不想著過(guò)去的事情,所以我感到了積極的力量。」

在治療結(jié)束的時(shí)候,henry描述了他最抑郁時(shí)候的狀態(tài)。他說(shuō),所有事物都可能讓他充滿無(wú)望和恐懼。他指著桌子說(shuō):「有可能只是壹個(gè)物體。比如那張紙。它可以讓我惱羞成怒,但完全想象不出是為什么。」

deisseroth壹直在他的筆記本電腦上打字,聽(tīng)到henry說(shuō)這話,就抬起頭說(shuō):「那是壹個(gè)很棒的句子!僅僅看著壹個(gè)物體就讓你感覺(jué)糟糕。我從沒(méi)聽(tīng)過(guò)其他病人說(shuō)過(guò)這樣的話,生動(dòng)透徹地描述了它觸動(dòng)壹切感知、行動(dòng)和感受的方式?!?/p>

后來(lái),當(dāng)我們驅(qū)車返回實(shí)驗(yàn)室時(shí),我問(wèn)起deisseroth剛才激動(dòng)的反應(yīng)。henry的句子究竟是讓作為作家的他感興趣,還是讓作為科學(xué)家的他感到很有用?deisseroth說(shuō):「是作為科學(xué)家的我感到很有用。我馬上就想到了現(xiàn)在應(yīng)該進(jìn)行什么動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。例如,用光遺傳學(xué)關(guān)閉多巴胺神經(jīng)元是否能讓動(dòng)物對(duì)以前態(tài)度中立的物體產(chǎn)生厭惡情緒?!惯@時(shí),他把車停在那座建筑前,說(shuō):「我現(xiàn)在就要進(jìn)去對(duì)壹個(gè)學(xué)生說(shuō):『來(lái),做這個(gè)實(shí)驗(yàn)』?!?/p>

最近幾十年,研究者把大腦想象為壹鍋神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)濃湯,其正常運(yùn)作依賴于這些化學(xué)物質(zhì)的平衡。心理疾病被認(rèn)為是「化學(xué)失衡」造成的——比如說(shuō),特定突觸釋放的某種神經(jīng)遞質(zhì)數(shù)量出現(xiàn)了錯(cuò)誤。在光遺傳學(xué)和clarity技術(shù)之前,這些方法的局限性就已經(jīng)很明顯了。deisseroth對(duì)我說(shuō):「如果你認(rèn)為『抑郁癥是因?yàn)檠逅夭蛔阋鸬摹?,那么,增加血清素的任何手段都?yīng)該是抗抑郁的。但這不是真的。所以你不能在這個(gè)層面去解釋。精神病或者精神分裂癥也是這樣。有些情況符合化學(xué)模式,有些不符合」。

神經(jīng)科學(xué)家開(kāi)始漸漸相信,認(rèn)識(shí)大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵就在它的神經(jīng)回路中,以及分離的各個(gè)腦區(qū)之間賴以交流的神經(jīng)纖維長(zhǎng)程投射。照這種觀點(diǎn),精神障礙是由于大腦線路的短路或者斷路所引起的——deisseroth的創(chuàng)新正是為這些回路連接的確定和描述做出了貢獻(xiàn)。

「這些都是非常重要的問(wèn)題。只是現(xiàn)在想知道答案,還為時(shí)過(guò)早」。

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