精神分裂症是人腦進化的副作用？

05-30

精神分裂症是人腦進化的副作用？

來自專欄神經現實

精神分裂症的典型癥狀包括思維和言語混亂、妄想以及幻覺。隨著時間的推移，癥狀會逐漸變得嚴重。人們普遍認為精神分裂症會潛伏在我們身體里，後被某種事件激發，通常第一次發病都在16歲到30歲之間。

比起女性來說，男性更容易患精神分裂症。患者中只有極小部分會有暴力傾向，去傷害自己或他人。即便如此，這種疾病還是會嚴重影響患者的生活質量和社會功能。

萬幸的是，如今這種病症可以通過藥物有效抑制。近幾十年來，我們對這種複雜的神經科疾病有了更全面的認識。例如，去年十月的一項研究發現，79%的患者是因遺傳因素患病的。

隨著我們對精神分裂症的認識日益加深，神經科學家們猜測精神分裂症為何會出現：那些患有精神分裂症的人可能是為人類認知能力的發展付出了代價。

澳大利亞的一項新研究為這一觀點增添了新證據。科學家發現相比其它腦區，大腦最前端的腦區基因表達水平變化最劇烈，或者說更多基因的活躍程度發生了改變，而且這些基因涉及了大腦發育和炎症反應的相互作用。鑒於人類大腦的最前端是進化上最晚發展的，該研究支持了精神疾病可能是大腦進化過程中產生的副作用。澳大利亞帕克維爾的弗羅利神經科學與心理健康研究所（Florey Institute for Neuroscience and Mental Health）的研究人員發現了這一點。他們的研究發表在《NPJ-精神分裂症》（npj Schizophrenia）雜誌上。

在科學出現之前，人們把患有精神分裂的人當成被附了身或是瘋子。如今我們知道是表觀遺傳的改變導致了精神分裂。它由某種創傷引起，這些創傷可能來自出生時的狀況和不健全的家庭等。.

2008年刊登於開放期刊《基因組生物學》（ Genome Biology）的一項研究提示，在進化過程中，為了調和不斷增長的大腦體積和有限的攝入能量之間的矛盾，大腦中調控代謝的分子發生了快速的適應性變化。一項著名的理論指出，諸如精神分裂症之類的精神類疾病，就是這種戲劇性的分子變化帶來的副作用。

一些科學家認為，創造人類語言和言語的代價，就是人類基因組中出現自閉症和精神分裂症。事實上，無序或混亂的言語是精神分裂症的一個顯著癥狀。另外，雖然很多疾病都會同時發生在人類和其他物種身上，精神分裂症卻是人類獨有的。

在這項2008年的研究中，科學家發現「與能量代謝和大腦的高能耗功能相關的基因，以及與代謝調控和大腦功能有關代謝物，在精神分裂症患者中都發生了改變，同時，兩者在近期的人類進化中似乎也發生了迅速的變化，進化上的改變可能是它們被正向選擇的結果。」

2006年，科學家在基因組中發現了人類進化加速區（human accelerated regions，HARs），這些區域的DNA在其它動物中保守，但是在人類進化中快速演變。在此基礎上，2015年西奈山伊坎醫學院(Icahn School Of Medicine)的喬爾·達德利(Joel Dudley)發起的一項研究發現，人類加速區域附近的某些基因與精神分裂症相關基因有相當的重疊。由於HAR並不編碼蛋白質，但是可能對臨近的基因起調控作用，這個結果說明在人類與黑猩猩分道揚鑣後，許多控制自閉症相關基因的調控元件發生了快速演變。

進一步的細緻分析發現，受HAR調控的自閉症相關基因與不受HAR調控的自閉症相關基因相比，更多參與大腦發育和神經連接（突觸形成）。運用圖論的分支--複雜網路理論分析，還發現HAR控制的基因和自閉症相關基因都在基因表達「關聯網路」中佔據更加「中心」的地位。這些結果綜合在一起，說明我們的基因組和其它動物相比，激進地改變了對一些基因的控制，這些基因中既有對大腦發育至關重要的，也有自閉症相關的。換句話說，我們可能為了更好的大腦功能攜帶了更多自閉症風險。

精神分裂症患者的大腦

精神分裂症患者大腦的許多區域和系統並不能正常工作，包括圖中標記出來的區域。神經遞質多巴胺的失衡曾被認為是精神分裂症的主要原因。但新的發現表明，更普遍的神經遞質谷氨酸--或者更確切地說，是谷氨酸對神經元的一個關鍵靶點(NMDA受體)--信號傳導的減弱更能解釋精神分裂症的廣泛癥狀。

基底神經節

參與運動、情緒和整合感官信息。在精神分裂症患者，它的功能異常被認為是產生偏執和幻覺的原因之一。[傳統抗精神病藥物過度阻斷基底神經節的多巴胺受體會引起運動功能的副作用]。

聽覺系統

在精神分裂症中，言語區(稱為Wernicke區)的過度活動會產生幻聽--一種認為內部產生的想法來自外部的真實聲音的錯覺。

枕葉

負責處理有關視覺世界的信息。患有精神分裂症的人很少有完全的視覺幻覺，但這方面的干擾會導致諸如無法解釋複雜的圖像、難以識別他人動機和理解他人情緒。

海馬體

介導兩種交織在一起的功能——學習與記憶，精神分裂症患者在這方面也受影響。

邊緣系統

與情緒關聯。對大腦邊緣系統的干擾會導致精神分裂症中常出現的激越（agitation）。

額葉

額葉對於解決問題、洞察力和其他高級推理至關重要。精神分裂症中該腦區不正常，導致患者難以計划行動和組織思想。

在最近的這項研究中，研究人員檢查了15名精神分裂症患者（屍檢）的大腦，15個正常人的大腦。科學家們數十年來一直推測，由於大腦新陳代謝的改變，大腦額極（frontal pole）的快速演化可能給我們帶來了更高的智力潛能。在這項研究中，他們專門研究了信使核糖核酸（mRNA）。這是一種將DNA信息攜帶到細胞其他部分的RNA，它們的量代表了對應DNA的表達水平，或者說活躍程度。他們檢查了大腦額極的mRNA。該領域負責認知的靈活性，為計劃和推理所必需，精神分裂症患者的這兩種技能均受到損害。

研究人員還研究了扣帶皮層和背外側前額葉皮層。他們在精神分裂症患者的額極發現了566個基因發生表達水平變化，另外兩個腦區則只發現了幾十個。根據該研究的合著者布萊恩迪恩（Brain Dean）教授的說法，「儘管這一點還不完全清楚，但我們的數據表明，大腦的額極區域受到這種變化的嚴重影響。」他補充說：「有一種觀點認為精神分裂症是發展複雜人腦的不良副作用，我們的研究結果似乎支持這一觀點。」

原文對研究有多處錯誤理解，譯文已作必要修改。

翻譯：亦蘭審校：顧金濤編輯：EON原文：http://bigthink.com/philip-perry/schizophrenia-is-likely-a-side-effect-of-our-brains-complex-evolution