世界预防自杀日——显微镜下的抑郁症

作者:赵言昌来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-09-09

为了对抗抑郁症,科学家们是怎么研究大脑的?

每年的9月10日,除了是众所周知的“教师节”,还是“世界预防自杀日”。据统计,我国每年约有28.7万人死于自杀,其中63%都患有精神障碍,是导致自杀的“头号杀手”。在各种精神障碍中,抑郁症最为公众熟悉,它的终身自杀率高达6% ~15%。

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图源:长江商报

最近火爆的综艺节目《一路成年》中,演员徐锦江因“巨婴老爸”的形象登上了热搜。但不难看出对儿子极度的控制欲和依赖背后,是其缺乏安全感的内心,他也曾在访谈中披露自己曾患抑郁症的过往。

徐锦江

(图源:生活新视线)

      显然,抑郁症离我们每个人没有想象那么远。根据世界卫生组织(WHO)的统计,全世界目前有3.5亿抑郁症患者,大约可以装满60万辆高铁具体到每个人来说,一生之中大约有1/6到1/5的概率患上抑郁症。换句话说,我们都有可能被那颗叫做抑郁症的子弹击中,都有可能陷入无助、无望、无用的感觉里——想象一下你生命中最晦暗的时刻,把它铺开到每天,那便是抑郁症的感觉。

       对付抑郁症,科学家们一直在努力。他们的突破口从大脑研究开始。

 

 视频:抑郁症是什么感觉(来源见水印)

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体外:抑郁症研究的起点

抑郁症患者,到底是哪里出了问题?

脑子?

这是一个很自然的想法,可惜,人类的大脑处于颅骨的重重包裹之中,不便于直接研究。一直到上个世纪60年代,事情才出现一点点转机。

那个年代,遇到高血压患者,医生们会开一点利血平(reserpine)。当时的学界认为,去甲肾上腺素会激活迷走神经,让血管处于收缩状态,进而导致高血压;而利血平,可以对抗、减弱去甲肾上腺素的作用。有意思的是,服用利血平的患者,固然血压下降了,却有不少出现了抑郁症状。

去甲肾上腺素会不会与抑郁有关呢?”抱着这样的想法,美国精神病学家查理·内梅罗夫(Charles Nemeroff)开始系统测量抑郁症患者的激素水平,最终发现:没错,他们的去甲肾上腺素水平与常人有异。

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查理·内梅罗夫(图片来源:researchgate)

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老鼠:实验室里的制造出来的抑郁症患者

在去甲肾上腺素之后,学者们又陆续发现了两种可能与抑郁有关的物质,5-羟色胺和多巴胺。

很多年前,微生物学的奠基人罗伯特·科赫(Robert Koch)曾经提出一个原则:要想确定微生物与疾病的关系,患者身上应该可以分离出这种微生物,把它接种到健康生物身上,应该能引起同样的疾病。

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罗伯特·科赫(图片来源:搜狐)

依据这一原则,要想确定去甲肾上腺素、5-羟色胺和多巴胺与抑郁症的关系,有两个思路。第一,设法降低它们在正常人脑内的含量,看看正常人会出现什么转变;第二,提高它们在抑郁症患者脑内的含量,看看抑郁症患者是否出现缓解。

当然,我们不能在人身上这么干。

科学家们把目光转到了老鼠身上。

动物也有情绪。想想您家里的猫,如果它“长在深闺”,到了车水马龙的路上可能会“炸毛”,反过来说,吃到好吃的,它会发出“咕噜咕噜”的声音、表示自己很舒服。

那么,动物会不会抑郁呢?

1977年,波塞特(R. D. PORSOLT)准备试一试。他准备了一个不算大的水池子,把老鼠投入其中。很自然的,老鼠会挣扎着往上游,而波塞特不让它往上游——将其反复按压到水里。

一段时间以后,老鼠停止挣扎,像抑郁症患者一样,陷入无助、无望、无用的境地......

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实验鼠(图片来源:jax.org)

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电和磁:深入大脑的工具

有了抑郁动物模型,科学家们可以很方便地观察某种药物对抑郁症的效果。但是,这还不够,最好深入到脑子里、观察药物对神经的直接影响。

大脑由神经组成,神经又通过电流控制人体的各项活动。因此,要想深入研究药物对抑郁症的影响,我们可以先研究药物对一个神经的电流的影响。

1981年,德国生理学家内尔(Erwin Neher)和萨克曼(Bert Sakmann)发明了膜片钳技术。详细了解请移步《膜片钳——打开细胞奥秘的钥匙》

原理如下:用一跟玻璃管吸住神经细胞,把神经细胞的特定部位隔离出来。玻璃管里有电极,可以监测该部位的电流变化。

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(膜片钳示意图,图片来源:haikudeck.com)

第二种技术是功能性磁共振成像仪,是九十年代才兴起的。详细了解,请移步《与柳桂勇医生一起谈核磁共振》

神经细胞再怎么特殊,也还是一种细胞。和所有细胞一样,它需要氧气,而氧气,又来自于周围的红细胞,更具体一点说,来自于血红蛋白。

血红蛋白像一个铁钳子,含有铁元素、能够夹持氧气。没有与氧气结合的血红蛋白,跟铁差不多,可以干扰磁场、在磁场中显形;一旦与氧气结合,血红蛋白就失去了干扰磁场的能力、在磁场中隐形。

那么,通过磁场检查血红蛋白的状态,不是可以推测神经元的活性吗?

这便是功能性磁共振成像,通过它,可以全面观察抑郁症患者的的大脑。


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功能性磁共振成像仪下的大脑(图片来源:pubmed)


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光:科学家的新帮手

说到这里,肯定有读者发现了:从一根神经元到整个大脑之间,还有一片巨大的空白。

想一想我们中学学过的条件反射,一次完整的条件反射,需要传入神经元、传出神经元多个神经参与。即是说,只有多个神经互相连接、形成通路,才能行使特定的功能。

研究情绪,同样要研究神经通路。

研究一个神经元已属不易,何况是研究一系列的神经元呢。多年来,学界一直为这个问题深深困扰,直到2010年,有学者说,我们向植物学习吧。

植物不乏让人惊叹之处,比如说,向日葵没有肌肉,却可以追着太阳转动脑袋,又比如说,蓝藻不过一个细胞大小,却完全不用工作——只要晒晒太阳,就能通过光合作用、自给自足。

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蓝藻(图片来源:生物谷)

在蓝藻的启发下,神经科学家们提出了一个野心勃勃的计划。首先,蓝藻既然可以进行光合作用,那么,它体内肯定含有对光敏感的蛋白质;接着,把编码这些蛋白质的基因找出来,通过转基因技术,运送到神经元中,如此一来,神经元便会合成光敏蛋白质、变得对光敏感;最后,用特定光波影响光敏蛋白质,强化或弱化神经电流。如此一来,就有机会观察某个神经元对周围神经元的作用,进而推测与抑郁症有关的整个神经通路的改变。

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光遗传技术(图片来源:蝌蚪五线谱)

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总结

纵观抑郁症的研究历史,我们可以发现:新的技术总能带来新的发现;而新的发现、新的研究,又可以催生新的研究技术。

神经科学家们如今已经深入大脑,对抑郁症的研究越来越多、越来越深。尤其是最近两年,氯胺酮治疗抑郁症、胡海岚发现抑郁机制的报道,想必大家都看过。

虽然抑郁症很可怕,但希望还是有的。也许,就在我们有生之年,我们可以彻底战胜抑郁症,让它不再和“自杀”这个恐怖的字眼联系在一起。

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胡海岚,因为抑郁症研究方面的贡献而荣获IBRO-Kemali国际奖(图片来源:搜狐)分割线3

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