腦細胞學識打《毀滅戰士》——對你精神健康嘅啟示
聽落似係Netflix dystopia劇集嘅情節,但呢件事千真萬確:就喺上個禮拜,科學家成功教會响培養皿入面生長嘅人類腦細胞,點樣去打經典電子遊戲《毀滅戰士》。而呢個過程,只係用咗七日。作為一個報導神經科學超過十年嘅人,我可以同你講,呢件事絕對唔係一個得意嘅實驗室把戲咁簡單。呢項實驗俾我哋睇到,人類腦袋灰質嘅可塑性有幾驚人,仲對我哋點樣理解精神健康、衰老,甚至我哋嘅飲食選擇,都有住深遠嘅啟示。
成個實驗設計得好簡潔。研究人員攞咗大約八十萬個人類神經元——由人類誘導性多功能幹細胞培育出嚟——然後將佢哋放喺一個高密度微電極陣列上面。你可以將呢樣嘢想像成一部微型嘅活體電腦。研究團隊透過刺激電極,同時記錄神經元嘅反應,建立咗一個反饋迴路:啲細胞學識咗同簡化咗嘅遊戲環境互動,變相「玩」緊個遊戲。一個禮拜之內,佢哋嘅表現已經好過純粹靠撞彩。呢個實驗精彩咁證明咗,就算只係一撮脫離咗身體同感官嘅腦細胞,都可以適應同學習。
你可能會諗,呢件事同我朝早飲嗰杯咖啡,或者嗰種揮之不去嘅焦慮感,有咩關係呢?其實,關係大過你想象。呢個實驗實時咁展示咗,腦細胞點樣根據需求去重組自身——呢個過程叫做神經可塑性。我哋點樣形成記憶、從創傷中復原,同埋係嘅,點樣應對壓力,核心都係嚟自呢種可塑性。亦因為咁,研究人員對於圍產期幹細胞同iPS細胞(就好似《毀滅戰士》研究用嗰啲)嘅潛力,會咁興奮,希望可以用佢哋修復中風或受傷後嘅大腦。呢啲細胞唔單止係砌磚咁簡單,佢哋根本係微型嘅學習機器。
能量嘅關鍵:神經元靠咩驅動?
但重點係呢度:所有嘅學習同放電過程,都需要消耗大量能量。你個腦只係佔你體重大概2%,但每日消耗嘅卡路里就佔咗20%。講到呢度,就同大家好有切身關係。《大腦能量:革新理解精神健康,改善焦慮、抑鬱、強迫症、創傷後遺症等治療方法》呢本書就提出,好多精神健康問題嘅根源,在於線粒體功能失調——簡單講,即係你嘅腦細胞吸收唔到所需嘅燃料。當《毀滅戰士》實驗入面嗰八十萬個神經元開始學習嗰陣,佢哋正係以極快嘅速度消耗緊葡萄糖。如果佢哋嘅能量供應出咗問題,就乜都學唔到。
呢個發現已經開始改變我哋治療抑鬱症、創傷後遺症呢類病嘅方法。問題唔單止在於化學物質失衡,仲同細胞新陳代謝有關。呢個方向為我哋打開咗一扇門,可以透過生活方式嘅改變,直接支援大腦能量。例如生酮飲食就係一個好例子。《生酮適應:加速瘦身與健康修復指南》呢本書嘅重點,係將身體嘅燃料來源由葡萄糖轉為酮體——一種對大腦嚟講更穩定、更有效率嘅能量。好多對傳統治療無反應嘅抑鬱症患者,都話轉行生酮飲食之後情況有明顯改善。咁樣講好合理:如果你嘅神經元處於饑餓狀態,佢哋就無法重組,就好似實驗室養嗰啲細胞,如果冇穩定能量供應,就學唔識打《毀滅戰士》一樣。
荷爾蒙、壓力同現代人嘅腦袋
當然,能量唔係唯一嘅參與者。我哋個腦仲畀唔同嘅荷爾蒙包圍住,影響神經元放電同連結嘅方式。呢個就係《避孕藥如何改變一切:當你的大腦遇上避孕藥》提出嘅大膽觀點。本書深入探討避孕藥入面嘅合成荷爾蒙,點樣改變大腦嘅結構同功能,影響情緒、壓力反應,甚至伴侶偏好。呢個提醒咗我哋,你腦入面嘅每一個細胞,都係聽緊身體化學信號嘅指揮。當我哋講「腦細胞學習」嘅時候,一定要考慮佢哋身處嘅環境——無論係培養皿定係你嘅頭顱骨入面。
講到呢度,我又諗返起幹細胞。其中一個最令人振奮嘅前沿領域,就係用人類誘導性多功能幹細胞去創造個人化嘅大腦類器官——即係微型大腦,可以用嚟測試藥物,或者研究自閉症、思覺失調呢類疾病。喺澳洲,頂尖研究機構嘅科學家已經做緊呢樣嘢。佢哋可以從一個躁鬱症患者身上攞一粒皮膚細胞,將佢轉化成幹細胞,再培育出帶有呢個人精確基因組合嘅神經元。然後佢哋就可以觀察呢啲神經元對唔同治療方法有咩反應。呢個係終極嘅個人化醫療,而呢一切,已經發生緊。
以下是呢啲最新突破帶俾我哋嘅幾個關鍵啟示:
- 神經可塑性真實存在而且可以量化:《毀滅戰士》實驗證明,即使係孤立嘅神經元都能夠學習,進一步肯定咗我哋嘅大腦一生都可以改變嘅講法。
- 大腦能量至關重要:線粒體健康係精神健康嘅核心,而生酮等飲食方法可以直接支援線粒體功能。
- 幹細胞係改變遊戲規則嘅技術:無論係圍產期定誘導性多功能幹細胞,都為研究,以至將來修復人類大腦,帶嚟前所未有嘅可能性。
- 荷爾蒙會塑造神經功能:我哋放入身體嘅嘢——包括避孕藥——可以從根本上改變腦細胞嘅運作方式。
所以,下次當你坐低打機,或者又感受到嗰種熟悉嘅焦慮感時,請記住:你體內有數以萬億計嘅微小腦細胞正在活躍放電、學習、適應,並且不斷索求能量。呢門科學發展得飛快,而我哋第一次擁有咗——由幹細胞到代謝精神病學——可能真係追得上嘅工具。無論你係墨爾本嘅研究人員,抑或只係一個想好好過日子嘅普通人,腦細胞嘅時代,真係嚟喇。