《重塑大脑回路》(美)亚历克斯·科布(AlexKorb) 著
——艾琳·萨克斯,南加州大学法学院教授,法学、心理学、精神病学以及行为科学教授,同时也是《我穿越疯狂的旅程:一个精神分裂症患者的故事》(TheCenterCannotHold)一书的作者
我们所有人的大脑环路都是一样的,所以不论你是否抑郁、焦虑、心情不佳或者感觉还不错,都可以利用相同的神经科学原理来改善自己的生活。你的大脑是一个正向反馈的系统:很多时候,只需要一个微小的改变就能够看到效果,就像是在洛杉矶的蝴蝶扇动翅膀会在纽约引起暴风雨一样。甚至你现在正在阅读前言的行为对你的大脑来说也是一种信息,说明你已经走上了好转的路程。
作为一个情绪疾病领域的神经科学家,我必须承认其实每个人都存在不同程度的抑郁倾向,而这取决于我们大脑的连接方式。幸运的是,大多数人都拥有自我康复的能力,从而避免陷入抑郁的泥沼中。
前言威斯康星州的麦迪逊市,一位30岁出头的年轻女性和她的丈夫坐在一间放满了文件资料的候诊室内等候着。一位科学家轻轻地将电极固定在她的脚踝上,然后引导她进入了一台核磁共振成像仪内。伴随着巨大的声响,仪器启动了,然后开始扫描并记录这名女性的大脑反应活性,同时还有一个小屏幕会提醒她脚踝将会遭受电击。当她躺在那里担心即将要出现的电击时,她大脑中的一系列脑区都表现出了预期的增强反应,其中大部分脑区都属于负责担忧和不适的神经环路。过了一会儿,科学家又重新做了一次扫描,这一次她的丈夫在一旁一直握着她的手。她仍然会接收到相同的提醒和电击,但是这次她的大脑反应却和上次不太一样,担忧和不适环路中的反应活性平静了很多。
在日本,一名年轻男子一边在动感单车上骑行,一边接受科学家们利用红外光探测仪对他的大脑血流进行监测。仅仅15分钟的骑行就会在情绪控制环路中引起反应活性的增强和5-羟色胺神经递质水平的上升。
医院内,医生们监测了正从脊髓手术中进行恢复的病人病房内的日照总量。他们发现,那些搬到阳光充足房间的病人对疼痛的耐受更强,而且对止痛药的需求也更少。
最近几十年来的科学研究已经极大地改变了我们对于那些导致抑郁的大脑环路的观点和认识,并且增加了我们可以用来干预这些环路的知识。
从本质上来说,你的大脑充满了复杂和相互联系的神经环路。其中既有担忧环路和习惯环路,也有决策环路和疼痛环路,还有包括睡眠、记忆、情绪、计划、享受等在内的各种各样的环路,它们彼此之间都有交流。不论你是否患有抑郁症,我们每个人都拥有相同的神经环路,只是每种环路的独特调谐方式在每个人之间存在差异而已。抑郁症就是这些环路相互作用所产生的特定反应模式。尽管这听上去好像并没有多严重,但所引起的后果可能是毁灭性的。
也许有时候你会觉得任何事都很困难而且毫无意义。其实我们每个人都会时不时地产生这种感觉,而且这就是我们复杂大脑环路的一种随机产物而已。对于大多数人来说,这是一种短暂的感觉,稍纵即逝。但是由于在神经生物学上存在微小的差异,有一些人却会深陷其中。
幸运的是,以上提到的各项研究以及其他众多的研究,都完美地展示了生活中微小的改变究竟是如何在特定的大脑环路中引起大脑反应活性和化学过程变化的。我们已经知道了对抑郁形成有贡献的大脑环路,也知道如何去调整这些环路。随着大脑活性和化学过程开始改变,抑郁的进程也会随之而改变。
抑郁是一个下行旋涡我们都知道卷入下行旋涡意味着什么。也许某个周五的晚上,你会收到邀请去参加一个晚会,但是你可能会突然冒出类似于“我觉得肯定没什么意思”的想法,所以最后你并没有去。然后你就一直窝在家里的沙发上看电视到很晚。第二天你睡过头了,而且觉得没什么精神。也没人给你打电话,所以你觉得更孤单了,但是这时你甚至会更不想去社交。好像什么事都特别无聊,所以整个周末你就这么一直无聊地躺着。很快你就会觉得不开心,而且很孤独,但是你也不知道自己能怎么办,因为每个决定好像都不怎么样。其实这就是抑郁状态的边缘。
下行旋涡之所以会出现,是因为发生在自己身上的事以及自己所做的决定改变了自己的大脑活性。如果你的大脑活性变得更糟,那么会让所有的事情像滚雪球一样失去控制,而这会进一步恶化那些负面的大脑变化,情况会继续变糟。幸运的是,对于大多数人来说,其他大脑环路中的活性能够让他们阻止并逆转下行旋涡,但是另一些人则没有这么幸运了。
人们经常会认为抑郁症就是一直保持在不开心的状态,但真实情况远不止于此。事实上,抑郁症患者并不是一定会感到悲伤——他们更多的是觉得麻木,就像是一块情感的荒地一样,绝望和无助。曾经充满乐趣的事已经不再吸引人:食物、朋友、爱好。精力也一落千丈。什么事好像都变得非常困难,而且很难去解释为什么,因为本来就不应该是这样。什么事都不值得去做,晚上很难睡着或者睡得踏实,疼痛给人的感觉更加强烈。根本没有办法集中精力,而且你还会觉得焦虑、羞愧和孤独。
抑郁的下行旋涡最大的问题就是它不但会将你拉入其中,而且会让你难以摆脱。抑郁是一种非常稳固的状态——你的大脑会变得想要按照这种将你保持在抑郁状态的方式进行思维和行动。所有那些有助于帮你对抗抑郁症的生活变化好像都变得非常困难。锻炼是有益的,但是你并不想锻炼。晚上睡个好觉也是有益的,但是你会失眠。和朋友一起做有意思的事也是有益的,但是任何事都让你觉得无趣,而且你也不想去麻烦别人。你的大脑被某种力量紧紧地吸住了——是抑郁将它拉入了旋涡,就像无情的引力那样。你的情绪就像是一颗处于碗底的珠子,不论你朝哪个方向推它,它最终又会落回原处。
抑郁是由不同大脑环路的调谐方式以及它们同外部世界还有它们之间的相互作用引起的。将一个简单的环路想象成麦克风和扬声器。如果它们之间按照某个特定的方式摆放,那么即使是很小的声音,也会反馈形成刺耳的尖叫。如果将它们的朝向稍稍做一个调整,问题就解决了。但这里的问题并不是出在麦克风或者是扬声器上。它们都在严格地按照自己应有的方式工作,真正的问题在于它们组成的系统以及二者的相互作用。抑郁的下行旋涡也是以同样的方式形成的,而且会被你的神经环路的特定调谐方式所影响和控制。
我们将会很快深入到更加专业的层面(会出现很多专业的科学词汇,比如海马、去甲肾上腺素),但是抑郁通常都会涉及大脑的思维(thinking)和感觉(feeling)环路紊乱的问题。尽管你的大脑能够被分为非常多的脑区,而引起抑郁的神经环路所依赖的脑区并不是很多。
大脑中有两个部分尤其应该受到指责:那就是前额叶皮层和边缘系统。简单地说,前额叶皮层基本上是大脑中负责思考的部分,边缘系统则是负责感觉的部分。抑郁的时候,这些脑区间的相互作用和交流方式偏离了正轨。负责思考的前额叶皮层本来应该帮助调节负责感觉的边缘系统,但是它并没有尽到责任。不过还好,我们有可能去改变它们相互作用和交流的方式,而这就是本书所要讲述的内容。
什么是正向循环你无法改变自己现在身处何处,但是你可以改变自己将要去哪里。如果你的生活没有陷入旋涡,相反处于上升的螺旋中会怎么样?如果你突然有了更多的能量,睡眠也更好了,能更多地和朋友一起出去玩,感觉也更高兴了又会怎么样?就像在抑郁的时候一样,你的神经环路同样有足够的潜力可以实现这一切。通常只需要一些积极正面的情绪就能够开启这一过程,然后它就会在生活的其他方面引起更多积极的变化。这就是正向循环的过程,而且它所具有的难以置信的效率已经在众多科学研究中被证明了太多次。不过这里的问题在于,大脑中究竟发生了什么改变?而且这个正向循环的过程是如何开始的?
结果表明,积极的生活改变实际上可以引起积极的神经改变,包括大脑的电活动,它的化学组成,甚至是它产生新神经元的能力。这些变化会影响你的大脑环路的调谐方式,从而引出更多积极的生活变化。比如,锻炼能够改变睡眠时的大脑电活动,从而可以减轻焦虑,改善情绪,让你有更多的精力去继续锻炼。相似地,表达感激的态度能够刺激5-羟色胺的产生,从而会改善你的情绪,让你能够克服不好的习惯,从而有更多值得感激的东西。任何一个小的改变都能够成为你的大脑所需的开始正向循环的推动力。
第一部分 困于下行旋涡之中第1章 抑郁的大脑地图大学高年级进行到一半的时候,几乎所有的事都让我感到崩溃。我开始为未来焦虑,因为不知道为什么,未来看上去越来越没有希望了。我记得那时身体好像变得格外沉重和缓慢,我不想和人交谈,上课也变得异常困难,甚至连食物都变得索然无味。到最后女朋友也离我而去,大概就是因为过去几个月里我已经成为一个可怜而又没用的包袱。从那以后,我开始出现各种各样的疼痛症状,并且睡眠也出现问题。新英格兰的冬天变得格外漫长而又阴冷。
当时的我并不知道自己的抑郁程度,同样也没有意识到其实我一直都在不经意间阻止着我的大脑继续恶化下去。我做了很多户外活动,这帮助改善了大脑的多巴胺信号,也让我觉得生活有趣了些。继续参加课程不仅改变了我大脑中控制习惯的神经环路,也意味着我必须花一定时间走出去,在阳光下往返于上课的路上,这样会提高大脑的5-羟色胺水平,并且能改善睡眠时大脑的电活动。我同三个最好的朋友住在一起,每天同他们的交谈则改变着我大脑中的情绪环路同计划环路间的相互作用方式。虽然当时我丝毫没有意识到这些变化的存在,但这些变化最终让我脱离了抑郁状态的恶化。
抑郁就是我们大脑神经环路的副产品而已。
目前还没有任何一种脑部扫描手段能够诊断出抑郁症,不管是核磁共振成像(MRI)还是脑电图(EEG)扫描,所以简单地说,抑郁就是我们大脑神经环路的副产品而已。
作为一个情绪疾病领域的神经科学家,我必须承认其实每个人都存在不同程度的抑郁倾向,而这取决于我们大脑的连接方式。幸运的是,大多数人都拥有自我康复的能力,从而避免陷入抑郁的泥沼中。我们对于抑郁症所涉及的大脑神经环路的认识已经有了长足的进步。本章中,我们将对这些神经环路进行一个总览。虽然信息量会比较大,各位读者也不必过分纠结于细节,因为我们想要让大家了解的是一幅更大的图景。
1.1 什么是抑郁症你是否有抑郁症 如果你有连续两个星期几乎每天都会存在以下症状中的五项或者五项以上的表现,那么你很可能患上了重度抑郁症(但是只有精神健康领域的专家才能进行准确的诊断)。如果你的症状更少,那么可能只是较轻微的抑郁症。但不管是哪种程度的抑郁,积极的正向循环总会让你受益的。
·抑郁的情绪,比如伤心、空虚的感觉或者持续的易怒、急躁。
·对所有(或者几乎所有)活动的兴趣或者愉悦感降低。
·显著且无意的体重下降、上升或者食欲增加。
·失眠或者嗜睡。
·极易被他人注意到的焦躁不安或者迟缓的行为。
·疲劳感或者精力丧失。
·觉得自己毫无用处或者过分的、不恰当的负罪感。
·不能思考、集中精神或者做出决策。
·经常出现死亡或者自杀的想法。
所有这些表现都提示,你的大脑神经环路陷入了抑郁症的下行旋涡当中。
在本书中你将看到,体育锻炼、阳光、特别的睡眠方式、特定的肌肉活动甚至是感激的心态等这些都可以引起特定神经环路的活动性产生变化,从而扭转抑郁的发展趋势。而且实际上不管你是否已经被确诊为抑郁症,它们同样有效。无论你是焦虑或是身心状态不佳,同样的神经科学原理都可以让你更好地了解大脑,并且知晓如何来让它更好地工作。
1.2 抑郁就像交通堵塞为什么在俄克拉何马会有飓风产生而纽约不会呢?这并不是俄克拉何马的错,只是因为那里的条件正好合适而已:平坦的大地、恰当的温度变化和空气湿度以及特定的风速和风向都决定了飓风的产生。
对于大脑来说情况也是如此,抑郁的时候大脑并没有出现本质性的问题,仅仅是神经环路的某些特殊调整导致了抑郁倾向的产生。这种变化和大脑处理压力、计划、习惯、决策以及其他众多属于大脑神经环路动态交互过程行为的方式密切相关。一旦这种特定的调整方式开始形成,将在整个大脑中产生众多微小的变化,最终导致大脑陷入下行的旋涡中。
整个大脑是通过数十亿的神经元发放电信号并将其转换为化学信号来实现信息传递交流的。
令人欣慰的是,对于大脑这种复杂的系统来说,一个小的改变往往就能产生巨大的效果。就像改变一个信号灯的时间也许就能导致或者逆转一场交通瘫痪的形成。
1.3 神经科学入门课人的大脑由数十亿的微小神经细胞(即神经元)组成。就像数十亿的微芯片一样。神经元通过沿着像电线一样的长分支传递电脉冲来实现同其他神经元之间的持续交流。当电脉冲信号到达神经元分支的末端时,神经元会释放出被称为神经递质(neurotransmitter)的化学信号物质。神经递质通过扩散至神经元之间的突触(synapse)结构并结合到下一个神经元上来实现信号的传递。所以整个大脑是通过数十亿的神经元发放电信号,并将其转换为化学信号来实现信息传递交流的。
每一次电脉冲信号以及后续所引起的神经递质释放,对于接收它的下一个神经元来说并非是一条指导它接下来该如何动作的简单命令,而更像是以一种投票的方式来决定它接下来应该做什么。神经元活动的总体特征有点儿类似总统选举,选举中每个人都会投票决定谁是总统,依赖于所有投票而产生的最终结果将会决定整个国家的走向。如果能够通过在几个关键的选情摇摆不定的州,仅仅改变几个百分点就实现选票总数改变的话,那么整个国家的进程可能都会因此改变。大脑的情况与此类似,通过改变少数关键脑区的神经元电活动发放频率,我们甚至可以影响整个大脑的活动特征。
每个脑区内的神经元都会相互交流,或者同其他脑区的神经元进行交流,这些相互交流的神经元所组成的网络被称作神经环路(neuralcircuits)。人们的大脑在运作时就像一系列相互连接的小型计算机那样。
不管你是感觉抑郁、高兴、饥饿或者欲火中烧,都是一系列神经环路按照不同方式相互影响的结果。
1.4 抑郁相关的化学物质航班上的杂志封底会画上航线图来标明一家航空公司所有航班的出发地和目的地。这给了我们一个很好的参照物来理解神经递质系统(neurotransmittersystem)的组织方式,简单点儿说,神经递质系统就是所有可以释放或接收某种特定神经递质的神经元组成的群体。比如5-羟色胺系统就是由所有可以释放并且对5-羟色胺起反应的神经元所组成的(就像三角城市系统是由所有被三角形所连接的城市所组成的)。我们的大脑依赖众多不同功能的神经递质系统来实现不同类型的信息传递,这些递质系统在抑郁的过程中也有着不同的贡献。
下边列出了所有可以影响并且会被抑郁症所影响的神经递质。各位读者也不必去记住所有这些名称,只需要了解每种递质系统的主要功能即可。
·5-羟色胺——增强意志力和动机、积极性,改善情绪。
·去甲肾上腺素——促进思考和注意力集中,增强应对压力的能力。
·多巴胺——促进乐趣和享受感,是改掉坏习惯所必需的。
·催产素——促进信任、爱和联系感,减少焦虑。
·伽马氨基丁酸——增强放松感和减轻焦虑。
·褪黑激素——改善睡眠质量。
·内啡肽——介导疼痛的解除及愉悦感。
·内源性大麻素——改善食欲,增强平和感和幸福感。
多晒太阳 明媚的阳光可以帮助促进5-羟色胺的大量合成,并且可以改善褪黑激素的释放,从而使你有一个好的睡眠(见第7章)。如果你是一个只愿意宅在家里的人,那么尝试每天正午的时候出去走几分钟,随便散散步、听听音乐,哪怕就是简单地晒晒太阳也好。
虽然听上去有点儿简单,但是总体上来说,每种神经递质都对抑郁症的各种不同症状有所贡献。比如,5-羟色胺系统的功能异常会导致意志力的缺乏和积极性的降低。而难以集中注意力并进行思考则很可能是去甲肾上腺素系统出了问题。多巴胺系统的异常会导致坏习惯的形成以及缺少乐趣感。所有这些神经递质都是大脑中众多的神经环路行使各种正常功能所必需的,而且更复杂点儿来说,它们之间其实都是相互作用的。由于抑郁症并非只是由单纯的去甲肾上腺素、5-羟色胺及多巴胺等神经递质的不足所导致,所以简单地提高这些递质的水平并不能解决全部问题,但这仍然可以解决部分问题,5-羟色胺的激增会介导更好的情绪状态、更好的设定目标以及避免坏习惯形成的能力。去甲肾上腺素的增加意味着注意力能更集中并可以减轻压力,更多的多巴胺通常意味着更多的乐趣。
从本质上来说,“增加5-羟色胺活性”这个说法可能意味着几种不同的情况。它可以是指大脑合成了更多的5-羟色胺或者表达了更多的5-羟色胺受体,也有可能是5-羟色胺受体对5-羟色胺的亲和力增强了。同样,它也可以表示已经合成出来的5-羟色胺降解速度变慢了,或者是弥散到突触间隙的5-羟色胺停留时间变得更久,从而使得它们有更多的机会结合到下一个神经元上,而不是很快地被释放它的神经元重新吸收回去。以上任何一个方面的变化都会引起5-羟色胺活性的增强。比如,大多数抗抑郁药就是通过阻断5-羟色胺重摄取蛋白的功能(称为5-羟色胺转运体,serotonintransporters),增加了可以作用在受体上的5-羟色胺总量来起到抗抑郁的作用。
除了神经递质以外,其他神经化学物质同样有着非常重要的影响。比如脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)就会通过帮助新生神经元的生长从而影响整个大脑的健康。
1.5 抑郁的基本神经环路正如我在前言里介绍的,抑郁主要是因为负责思考的前额叶皮层与负责情绪的边缘系统之间的交流出了问题。大脑的这些区域组合在一起被称为前额叶-边缘系统(fronto-limbicsystem)。前额叶-边缘系统系统调节着人们的情绪状态,当它不能正常工作时,就会将人们推向抑郁的边缘。
1.5.1“思考”的大脑前额叶皮层(prefrontalcortex)之所以叫这个名字,就是因为它是位于大脑的最前端的部分。它差不多是整个大脑前1/3的表层结构,就处在额头的正后方。它就像整个大脑的首席执行官,也就是处于计划与决策环路的中心地位,同时还负责控制冲动行为与动机。
前额叶皮层是大脑皮层中在进化上最晚出现的部分,人类拥有比其他任何动物都要大的前额叶皮层,这赋予了我们巨大的进化优势,但同时也带来了一些问题。在抑郁状态下,忧虑感、负罪感、羞愧感、不能清晰地思考以及犹豫不决等症状都是前额叶皮层所介导的。改变前额叶皮层内的神经活性有助于改善这些症状,并且能够改变坏的习惯并增强意志力。
前额叶皮层
前额叶皮层的排列可以按照两个轴向进行,即垂直向和水平向。这样可以将它大致划分为四个象限。这四个基本象限分别是前额叶皮层的顶部-中央,顶部-边缘,底部-中央及底部-边缘部分。当然,科学家们喜欢更加酷一点儿的词,所以靠近顶部的部分被称为“背侧”(dorsal),就像海豚的背鳍,而靠近底部的部分则被称为“腹侧”(ventral,来自拉丁语的“肚子”一词)。靠近中间的部分被称为“内侧”(medial),而边缘部分被称为“外侧”(lateral)。
腹内侧前额叶皮层负责思考与情绪相关的事物,边缘系统则负责感受这些情绪。
前额叶皮层的每个象限区域主要负责的功能不同。在水平方向上,它的内侧部分更